一種核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法，包括：將種子納米顆粒分散液與分子量為100000～200000的聚二烯基丙二甲基氯化銨、硝酸銅、氫氧化鈉、鹽酸羥胺混合，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體；所述種子納米顆粒分散液是作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆粒分散在乙二醇與水的混合溶液中的分散液。將所述核@氧化亞銅納米復(fù)合材料的反應(yīng)前驅(qū)體在0～100℃下反應(yīng)0.5～5分鐘，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料。本發(fā)明不僅工藝簡單、快速高效、對各種不同形貌、組成、結(jié)構(gòu)的核體普遍適用，而且能夠制備出尺寸均一、分散性良好、光吸收性能優(yōu)異的以氧化亞銅為包覆外殼的核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料。
【專利說明】
一種核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化亞銅納米材料是一種用途非常廣泛的無機(jī)化工原料，可以用于制備著色劑、催化劑、焊料、防腐劑、海洋防污涂料、鎮(zhèn)流器、傳感器、高溫超導(dǎo)體等，而且氧化亞銅納米材料具有優(yōu)越的光催化性能和光電轉(zhuǎn)換效率，因此它在太陽能電池領(lǐng)域和環(huán)境污染治理領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]近幾年來，復(fù)合化、低維化、智能化的多功能納米復(fù)合材料越來越受到人們的關(guān)注，而核殼結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料就是其中最具代表性的一種。核殼結(jié)構(gòu)是由一種納米材料通過化學(xué)鍵或其他作用力將另一種納米材料包覆起來形成的納米尺度的有序組裝結(jié)構(gòu)，通常采用“a@b”的形式來表示，其中的a表示作為核體的納米材料，其中的b表示作為包覆外殼的納米材料，例如:Ag@Si02表示以Ag納米顆粒為核體、以Si02為包覆外殼的納米材料。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，以氧化亞銅為包覆外殼的核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料的制備方法有很多，但現(xiàn)有這些制備方法很難制得粒徑均一、性能穩(wěn)定的核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料，而且這些制備方法大多繁瑣復(fù)雜，通常每種制備方法只能適用于一種核體，沒有對各種核體普遍適用的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法，不僅工藝簡單、快速高效、對各種不同形貌、組成、結(jié)構(gòu)的核體普遍適用，而且能夠制備出尺寸均一、分散性良好、光吸收性能優(yōu)異的以氧化亞銅為包覆外殼的核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]步驟A、將種子納米顆粒分散液與分子量為100000?200000的聚二烯基丙二甲基氯化銨、硝酸銅、氫氧化鈉、鹽酸羥胺混合，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體;其中，所述種子納米顆粒分散液是作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆粒分散在乙二醇與水的混合溶液中的分散液，并且該乙二醇與水的混合溶液中水的體積百分比為20?80% ；在核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，聚二烯基丙二甲基氯化銨的濃度為O?0.2摩爾/升、硝酸銅的濃度為0.00005?0.01摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.0002?0.05摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度為0.00005?0.02摩爾/升。
[0009]步驟B、將所述核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體在O?100 °C下反應(yīng)0.5?5分鐘，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料。
[0010]優(yōu)選地，在核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，種子納米顆粒的濃度為0.0OOl?0.005摩爾/升、聚二烯基丙二甲基氯化銨的濃度為0.005?0.2摩爾/升、硝酸銅的濃度為0.00005?0.01摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.0002?0.05摩爾/升、鹽酸輕胺的濃度為0.00005?0.02摩爾/升。
[0011]優(yōu)選地，所述的步驟B中，反應(yīng)溫度為O?50°C。
[0012]優(yōu)選地，作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆粒先以3000?14500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進(jìn)行5?100分鐘的離心處理，再分散到乙二醇與水的混合溶液中，形成種子納米顆粒分散液。
[0013]優(yōu)選地，以3000?14500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速對步驟B制得的核O氧化亞銅納米復(fù)合材料進(jìn)行5?100分鐘的離心處理，再采用清洗溶劑進(jìn)行清洗，從而制得干凈的核O氧化亞銅納米復(fù)合材料。
[0014]優(yōu)選地，所述的清洗溶劑采用去離子水、蒸餾水、無水乙醇中的一種或多種。
[0015]優(yōu)選地，通過對核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中硝酸銅的濃度進(jìn)行調(diào)整，從而控制核殼結(jié)構(gòu)中氧化亞銅殼的厚度。
[0016]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例所提供的核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法采用種子生長法用鹽酸羥胺還原含有聚二烯基丙二甲基氯化銨硝酸銅、種子納米顆粒、氫氧化鈉的乙二醇與水的混合溶液，從而可以制得適用于以任何形貌、組成、結(jié)構(gòu)的納米顆粒作為核殼結(jié)構(gòu)核體的核@氧化亞銅納米復(fù)合材料。通過對核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中硝酸銅的濃度進(jìn)行調(diào)整，可以控制最終制得的核@氧化亞銅納米復(fù)合材料中氧化亞銅殼的厚度。由此可見，本發(fā)明不僅工藝簡單、快速高效、對各種不同形貌、組成、結(jié)構(gòu)的核體普遍適用，而且能夠制備出尺寸均一、分散性良好、光吸收性能優(yōu)異的以氧化亞銅為包覆外殼的核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0018]圖1為采用日本電子JE0L-1400透射電子顯微鏡分別對本發(fā)明實(shí)施例3步驟a3中制得的紫紅色金納米八面體以及本發(fā)明實(shí)施例3步驟d3中制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒進(jìn)行觀察和拍攝，從而得到的透射電鏡照片(即TEM圖)。
[0019]圖2為采用日本ShimadzuUV-3101PC型紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)分別對本發(fā)明實(shí)施例1步驟al中制得的紫紅色金納米八面體以及本發(fā)明實(shí)施例1步驟dl中制得的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒進(jìn)行定量測試，從而得到的光吸收圖譜。
[0020]圖3為采用日本電子JE0L-1400透射電子顯微鏡分別對本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4最終制備的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料進(jìn)行觀察和拍攝，從而得到的透射電鏡照片(即TEM圖)。
[0021]圖4為采用日本電子JE0L-1400透射電子顯微鏡分別對以金納米雙棱錐、金O銀納米立方塊、金@銀納米棒、銀納米線作為核體并按照本發(fā)明所提供制備方法所制得的核@氧化亞銅納米復(fù)合材料進(jìn)行觀察和拍攝，從而得到的透射電鏡照片(S卩TEM圖)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023]下面對本發(fā)明所提供的核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]—種核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
[0025]步驟A、將種子納米顆粒分散液與分子量為100000?200000的聚二烯基丙二甲基氯化銨、硝酸銅、氫氧化鈉、鹽酸羥胺混合，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體。
[0026]其中，所述種子納米顆粒分散液是作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆粒分散在乙二醇與水的混合溶液中的分散液，并且該乙二醇與水的混合溶液中水的體積百分比為2 O?80%。作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆?？梢圆捎矛F(xiàn)有技術(shù)中各種形貌、各種組成、各種結(jié)構(gòu)的納米顆粒，例如:各種形貌、結(jié)構(gòu)的金納米顆粒，各種形貌、結(jié)構(gòu)的銀納米顆粒，碳球納米顆粒，氧化物納米顆粒等。由于現(xiàn)有技術(shù)中各種方法所制備的種子納米顆粒會(huì)存在于各種不同的體系中，因此為了避免這些體系對本發(fā)明產(chǎn)生影響，如果種子納米顆粒不是分散在乙二醇與水的混合溶液中(該乙二醇與水的混合溶液中水的體積百分比為20?80% )，那么作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆粒最好先以3000?14500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進(jìn)行5?100分鐘離心處理，再分散到乙二醇與水的混合溶液中，從而制成符合本發(fā)明需求的種子納米顆粒分散液。
[0027]具體地，在核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，聚二烯基丙二甲基氯化銨的濃度為O?0.2摩爾/升、硝酸銅的濃度為0.00005?0.01摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.0002?0.05摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度為0.00005?0.02摩爾/升。在實(shí)際應(yīng)用中，所述核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，種子納米顆粒的濃度最好為0.0001?0.005摩爾/升、聚二烯基丙二甲基氯化銨的濃度最好為0.005?0.2摩爾/升、硝酸銅的濃度最好為0.00005?
0.01摩爾/升、氫氧化鈉的濃度最好為0.0002?0.05摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度最好為
0.00005 ?0.02摩爾 / 升。
[0028]步驟B、將所述核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體在O?100°C下(反應(yīng)溫度最好為O?50°C )反應(yīng)0.5?5分鐘，從而制得核O氧化亞銅納米復(fù)合材料(即Core@Cu20納米復(fù)合材料)。
[0029]具體地，在步驟B完成后，以3000?14500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速對步驟B制得的核O氧化亞銅納米復(fù)合材料進(jìn)行5?100分鐘的離心處理，再采用清洗溶劑(所述的清洗溶劑采用去離子水、蒸餾水、無水乙醇中的一種或多種)對離心處理后的綠色沉淀物進(jìn)行清洗，從而可以制得干凈的核@氧化亞銅納米復(fù)合材料。
[0030]進(jìn)一步地，與現(xiàn)有技術(shù)中核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031](I)本發(fā)明所提供的制備方法通過對核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中的硝酸銅的濃度進(jìn)行調(diào)整，可以控制核殼結(jié)構(gòu)中氧化亞銅殼的厚度，從而能夠有效控制核@氧化亞銅納米復(fù)合材料的尺寸。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆粒大小，控制核殼結(jié)構(gòu)中氧化亞銅殼的厚度，從而可以靈活控制所制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料的尺寸。
[0032](2)本發(fā)明所提供的制備方法普遍適用于以現(xiàn)有技術(shù)中任何形貌、組成、結(jié)構(gòu)的納米顆粒作為核殼結(jié)構(gòu)核體。通過本發(fā)明所提供的制備方法制得的以氧化亞銅為包覆外殼的核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料(即核@氧化亞銅納米復(fù)合材料)，其顆粒尺度非常均勻，具有優(yōu)異的光吸收性能，而且在水或乙二醇等溶液中具有非常好的分散性。
[0033](3)通過本發(fā)明所提供的制備方法制備核@氧化亞銅納米復(fù)合材料不僅產(chǎn)率高、工藝簡單、容易操作，而且原料豐富、不需專用設(shè)備、成本低廉、適合規(guī)?；a(chǎn)。
[0034]為了更加清晰地展現(xiàn)出本發(fā)明所提供的技術(shù)方案及所產(chǎn)生的技術(shù)效果，下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明所提供的核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]實(shí)施例1
[0036]—種80納米金O氧化亞銅納米復(fù)合材料，采用如下步驟制備而成:
[0037]步驟al、先將溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚二烯丙基二甲基氯化銨(該聚二烯丙基二甲基氯化銨的分子量為100000?200000)水溶液加入到乙二醇中混合均勻，再加入氯金酸水溶液，使該混合溶液中聚二烯丙基二甲基氯化銨的濃度為0.025摩爾/升、氯金酸的濃度為0.0005摩爾/升，然后在220°C下反應(yīng)30分鐘，從而制得尺度為60納米的紫紅色金納米八面體膠體溶液。
[0038]步驟bl、將步驟al制得的所述金納米八面體膠體溶液自然冷卻到室溫，然后在磁力攪拌條件下向金納米八面體膠體溶液中依次加入18兆歐去離子水、硝酸銅、氫氧化鈉和鹽酸羥胺水溶液，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體;其中，所述核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，水的體積百分比為50%、硝酸銅的濃度為0.00025摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.02摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度為0.01摩爾/升。
[0039]步驟Cl、將步驟bl制得的核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體在保護(hù)氣氛及室溫下反應(yīng)0.5分鐘，從而制得金O氧化亞銅納米復(fù)合材料。
[0040]步驟dl、將步驟Cl制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料置于離心機(jī)中，以10000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進(jìn)行20分鐘的離心處理，然后采用去離子水對離心處理后的綠色沉淀物進(jìn)行3?5次的超聲清洗，從而制得干凈的綠色金@氧化亞銅納米復(fù)合材料。經(jīng)觀測:本發(fā)明實(shí)施例1所制備的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒中，氧化亞銅殼的厚度為10納米，也就是說，該金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的微粒尺寸為60+10+10 = 80納米。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042]—種100納米金O氧化亞銅納米復(fù)合材料，采用如下步驟制備而成:
[0043]步驟a2、先將溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚二烯丙基二甲基氯化銨(該聚二烯丙基二甲基氯化銨的分子量為100000?200000)水溶液加入到乙二醇中混合均勻，再加入氯金酸水溶液，使該混合溶液中聚二烯丙基二甲基氯化銨的濃度為0.025摩爾/升、氯金酸的濃度為0.0005摩爾/升，然后在220°C下反應(yīng)30分鐘，從而制得尺度為60納米的紫紅色金納米八面體膠體溶液。
[0044]步驟b2、將步驟a2制得的所述金納米八面體膠體溶液自然冷卻到室溫，然后在磁力攪拌條件下向金納米八面體膠體溶液中依次加入18兆歐去離子水、硝酸銅、氫氧化鈉和鹽酸羥胺水溶液，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體;其中，所述核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，水的體積百分比為50 %、硝酸銅的濃度為0.0005摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.02摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度為0.01摩爾/升。
[0045]步驟c2、將步驟b2制得的核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體在保護(hù)氣氛及室溫下反應(yīng)0.5分鐘，從而制得金O氧化亞銅納米復(fù)合材料。
[0046]步驟d2、將步驟c2制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料置于離心機(jī)中，以10000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進(jìn)行20分鐘的離心處理，然后采用去離子水對離心處理后的綠色沉淀物進(jìn)行3?5次的超聲清洗，從而制得干凈的綠色金@氧化亞銅納米復(fù)合材料。經(jīng)觀測:本發(fā)明實(shí)施例2所制備的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒中，氧化亞銅殼的厚度為20納米，也就是說，該金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的微粒尺寸為60+20+20 = 100納米。
[0047]實(shí)施例3
[0048]—種160納米金O氧化亞銅納米復(fù)合材料，采用如下步驟制備而成:
[0049]步驟a3、先將溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚二烯丙基二甲基氯化銨(該聚二烯丙基二甲基氯化銨的分子量為100000?200000)水溶液加入到乙二醇中混合均勻，再加入氯金酸水溶液，使該混合溶液中聚二烯丙基二甲基氯化銨的濃度為0.025摩爾/升、氯金酸的濃度為0.0005摩爾/升，然后在220°C下反應(yīng)30分鐘，從而制得尺度為60納米的紫紅色金納米八面體膠體溶液。
[0050]步驟b3、將步驟a3制得的所述金納米八面體膠體溶液自然冷卻到室溫，然后在磁力攪拌條件下向金納米八面體膠體溶液中依次加入18兆歐去離子水、硝酸銅、氫氧化鈉和鹽酸羥胺水溶液，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體;其中，所述核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，水的體積百分比為50%、硝酸銅的濃度為0.001摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.02摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度為0.01摩爾/升。
[0051]步驟c3、將步驟b3制得的核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體在保護(hù)氣氛及室溫下反應(yīng)0.5分鐘，從而制得金O氧化亞銅納米復(fù)合材料。
[0052]步驟d3、將步驟c3制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料置于離心機(jī)中，以10000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進(jìn)行20分鐘的離心處理，然后采用去離子水對離心處理后的綠色沉淀物進(jìn)行3?5次的超聲清洗，從而制得干凈的綠色金@氧化亞銅納米復(fù)合材料。經(jīng)觀測:本發(fā)明實(shí)施例3所制備的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒中，氧化亞銅殼的厚度為50納米，也就是說，該金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的微粒尺寸為60+50+50 = 160納米。
[0053]實(shí)施例4
[0054]—種180納米金O氧化亞銅納米復(fù)合材料，采用如下步驟制備而成:
[0055]步驟a4、先將溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚二烯丙基二甲基氯化銨(該聚二烯丙基二甲基氯化銨的分子量為100000?200000)水溶液加入到乙二醇中混合均勻，再加入氯金酸水溶液，使該混合溶液中聚二烯丙基二甲基氯化銨的濃度為0.025摩爾/升、氯金酸的濃度為0.0005摩爾/升，然后在220°C下反應(yīng)30分鐘，從而制得尺度為60納米的紫紅色金納米八面體膠體溶液。
[0056]步驟b4、將步驟a4制得的所述金納米八面體膠體溶液自然冷卻到室溫，然后在磁力攪拌條件下向金納米八面體膠體溶液中依次加入18兆歐去離子水、硝酸銅、氫氧化鈉和鹽酸羥胺水溶液，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體;其中，所述核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，水的體積百分比為50%、硝酸銅的濃度為0.002摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.02摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度為0.01摩爾/升。
[0057]步驟c4、將步驟b4制得的核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體在保護(hù)氣氛及室溫下反應(yīng)0.5分鐘，從而制得金O氧化亞銅納米復(fù)合材料。
[0058]步驟d4、將步驟c4制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料置于離心機(jī)中，以10000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進(jìn)行20分鐘的離心處理，然后采用去離子水對離心處理后的綠色沉淀物進(jìn)行3?5次的超聲清洗，從而制得干凈的綠色金@氧化亞銅納米復(fù)合材料。經(jīng)觀測:本發(fā)明實(shí)施例4所制備的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒中，氧化亞銅殼的厚度為60納米，也就是說，該金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的微粒尺寸為60+60+60 = 180納米。
[0059]實(shí)施例1?4的形貌及性能檢測
[0060]分別對本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4所制備的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料進(jìn)行檢測，從而得到如下結(jié)果:
[0061](I)采用日本電子JE0L-1400透射電子顯微鏡分別對本發(fā)明實(shí)施例3步驟a3中制得的紫紅色金納米八面體以及本發(fā)明實(shí)施例3步驟d3中制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒進(jìn)行觀察和拍攝，從而得到如圖1所示的透射電鏡照片(即TEM圖)；其中，圖1a為本發(fā)明實(shí)施例3步驟a3中制得的紫紅色金納米八面體的低倍TEM圖；圖1b為本發(fā)明實(shí)施例3步驟a3中制得的紫紅色金納米八面體的高倍TEM圖；圖1c為本發(fā)明實(shí)施例3步驟d3中制得的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒的低倍TEM圖；圖1(1為本發(fā)明實(shí)施例3步驟d3中制得的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒的高倍TEM圖。由圖la、圖lb、圖1c和圖1d可以看出:本發(fā)明實(shí)施例3步驟d3最終制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒是尺度均勻的核殼結(jié)構(gòu)異質(zhì)復(fù)合納米粒子、顆粒大小為160納米，且產(chǎn)率很高，作為核體的金納米八面體完全被氧化亞銅殼包裹，金納米八面體的邊長為60納米，而氧化亞銅殼厚度為50納米。
[0062](2)采用日本Shimadzu UV-3101PC型紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)分別對本發(fā)明實(shí)施例1步驟a I中制得的紫紅色金納米八面體以及本發(fā)明實(shí)施例1步驟d I中制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒進(jìn)行定量測試，從而得到如圖2所示的光吸收圖譜;其中，圖2的縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度，圖2的橫坐標(biāo)為光波波長。從圖2可以看出:所述金納米八面體的吸收峰在560納米;所述金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒在635納米處具有很強(qiáng)的光吸收特性;與所述金納米八面體相比，所述金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的吸收峰紅移了 75納米，吸收強(qiáng)度是所述金納米八面體的1.8倍，因此具有上述優(yōu)異光吸收特性的本發(fā)明實(shí)施例1最終制得的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料在表面增強(qiáng)拉曼、生物化學(xué)傳感等方面都具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0063 ] (3)采用日本電子JEOL-1400透射電子顯微鏡分別對本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4最終制備的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料進(jìn)行觀察和拍攝，從而得到如圖3所示的透射電鏡照片(即TEM圖)；其中，圖3a為本發(fā)明實(shí)施例1最終制備的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒的TEM圖；圖313為本發(fā)明實(shí)施例2最終制備的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒的TEM圖；圖3c為本發(fā)明實(shí)施例3最終制備的金@氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒的TEM圖；圖3d為本發(fā)明實(shí)施例4最終制備的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的納米顆粒的TEM圖。由圖3a、圖3b、圖3c和圖3d可以看出:本發(fā)明所提供的制備方法通過對核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中的硝酸銅濃度進(jìn)行調(diào)整，可以在大范圍內(nèi)有效調(diào)控最終產(chǎn)物的核殼結(jié)構(gòu)中氧化亞銅殼的厚度。
[0064] 實(shí)施例5
[0005]分別以現(xiàn)有技術(shù)中金納米雙棱錐、金@銀納米立方塊、金@銀納米棒、銀納米線作為核殼結(jié)構(gòu)核體，并采用本發(fā)明所提供的制備方法制備以氧化亞銅為包覆外殼的核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料。采用日本電子JE0L-1400透射電子顯微鏡分別對以金納米雙棱錐、金O銀納米立方塊、金@銀納米棒、銀納米線作為核體所制備的核@氧化亞銅納米復(fù)合材料進(jìn)行觀察和拍攝，從而得到如圖4所示的透射電鏡照片;其中，圖4a為以金納米雙棱錐為核體制得的金O氧化亞銅納米復(fù)合材料的TEM圖；圖4b為以金O銀納米立方塊為核體制得的金O銀O氧化亞銅納米復(fù)合材料的TEM圖；圖4c為以金O銀納米棒為核體制得的金O銀O氧化亞銅納米復(fù)合材料的TEM圖；圖4(1為以銀納米線為核體制得的銀O氧化亞銅納米復(fù)合材料的TEM圖。由圖4a、圖4b、圖4c和圖4d可以看出:本發(fā)明所提供的制備方法可以以不同形貌、組成、結(jié)構(gòu)的納米顆粒作為核體制備出不同組成、形貌、結(jié)構(gòu)的核@氧化亞銅核殼異質(zhì)復(fù)合納米粒子。
[0066]綜上可見，本發(fā)明實(shí)施例不僅工藝簡單、快速高效、對各種不同形貌、組成、結(jié)構(gòu)的核體普遍適用，而且能夠制備出尺寸均一、分散性良好、光吸收性能優(yōu)異的以氧化亞銅為包覆外殼的核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料。
[0067]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種核殼結(jié)構(gòu)氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A、將種子納米顆粒分散液與分子量為100000?200000的聚二烯基丙二甲基氯化銨、硝酸銅、氫氧化鈉、鹽酸羥胺混合，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體； 其中，所述種子納米顆粒分散液是作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆粒分散在乙二醇與水的混合溶液中的分散液，并且該乙二醇與水的混合溶液中水的體積百分比為20?80% ；在核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，聚二烯基丙二甲基氯化銨的濃度為O?0.2摩爾/升、硝酸銅的濃度為0.00005?0.01摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.0002?0.05摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度為0.00005?0.02摩爾/升； 步驟B、將所述核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體在O?100°C下反應(yīng)0.5?5分鐘，從而制得核@氧化亞銅納米復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中，種子納米顆粒的濃度為0.0001?0.005摩爾/升、聚二烯基丙二甲基氯化銨的濃度為0.005?0.2摩爾/升、硝酸銅的濃度為0.00005?0.01摩爾/升、氫氧化鈉的濃度為0.0002?0.05摩爾/升、鹽酸羥胺的濃度為0.00005?0.02摩爾/升。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟B中，反應(yīng)溫度為O?50Γ。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，作為核殼結(jié)構(gòu)核體的種子納米顆粒先以3000?14500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進(jìn)行5?100分鐘的離心處理，再分散到乙二醇與水的混合溶液中，形成所述種子納米顆粒分散液。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，以3000?14500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速對步驟B制得的核O氧化亞銅納米復(fù)合材料進(jìn)行5?100分鐘的離心處理，再采用清洗溶劑進(jìn)行清洗，從而制得干凈的核@氧化亞銅納米復(fù)合材料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的清洗溶劑采用去離子水、蒸餾水、無水乙醇中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，通過對核O氧化亞銅納米復(fù)合材料反應(yīng)前驅(qū)體中硝酸銅的濃度進(jìn)行調(diào)整，從而控制核殼結(jié)構(gòu)中氧化亞銅殼的厚度。
【文檔編號】B82Y30/00GK105921084SQ201610291220
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】李越, 孫強(qiáng), 孫一強(qiáng), 劉迪龍, 杭立峰, 劉廣強(qiáng)
【申請人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院