法的适用性较强。
【附图说明】
[0011 ] 图1A为Cu20纳米多孔球原材料示意图；
图1B对Cu20纳米多孔球原材料进行再合成并经过多次催化重复应用测试后样品的电子透射显微镜(TEM)照片； 图2 A为各样品的XRD谱图，各样品标记:(a) Cu20纳米多孔球原材料；(b)合成后材料；(c)对所合成材料进行多次催化重复应用测试后样品。
[0012]图2 B为各样品的XPS谱图，各样品标记:(a) Cu20纳米多孔球原材料；(b)合成后材料；(c)对所合成材料进行多次催化重复应用测试后样品。
[0013]图3为图2中三种样品(各样品标记与图2相同)以及一个Cu20和CuO混合参考材料(d)对CO催化氧化反应性能对比图。
【具体实施方式】
[0014]实施范例:表面为稳定的CuO和Cu20复合层氧化亚铜基复合纳米多孔球合成方法及鉴定结果
合成方法:将0.2g新鲜制备的Cu20纳米多孔球材料置入石英管式反应器中，先进行除杂除水预处理过程，即在303K下通以惰性气体如高纯N2或高纯Ar气吹扫约30分钟后，保持惰性气体氛围，再升温至383 K维持30分钟，备用；而后保持惰性气体保护，降温至室温298K后，将反应器入口气从惰性气体切换为反应气体，其组成为C0、02、队的混合气(C0和02之和占气体总体积百分比为2 %，C0和02体积比为1:1)，采用程序升温方式进行反应，升温范围为298-423 K，升温速率控制为5 K/分钟，空速为18000 h \当反应温度达到423 K时再稳定10分钟，而后将体系中气体重新切回为惰性气体，冷却至室温得到样品。
[0015]鉴定结果:首先对原材料和合成后材料通过X光电子能谱(XPS)和X射线衍射谱图(XRD)检测技术对比了它们的表面和体相结构特征，选用C0催化氧化反应比较了两种材料的应用性能，并同时重点检测了所合成样品在重复应用过程中的表面和体相结构及性能特征是否发生变化即所合成材料的物理化学性质是否稳定。结果及相应分析如下:
图1A和图1B为Cu20纳米多孔球原材料(A)和对该材料进行再合成并经过多次催化重复应用测试后后样品(B)的电子透射显微镜(TEM)照片，对比照片表明再合成后的样品经过多次催化反应使用后，其形貌相对于原材料没有变化，仍维持为稳定的纳米多孔球状态。图2A和图2B分别给出了原材料(a)、合成后材料(b)以及对其经过多次催化反应使用后样品(c)的XRD和XPS谱图。由XRD结果显示，虽然合成样品和经过多次催化反应重复使用后样品上出现了微弱的CuO衍射峰，但三种样品体相结构主体都为Cu20相态，几乎没有差别，即合成的样品为Cu20基纳米材料；而XPS结果表明原材料表面为单一价态存在的Cu20，而合成后材料及其经过多次催化反应重复使用后样品除了 Cu20还出现了明显的CuO谱峰，即这两个样品表面均为CuO和Cu20复合层，对比元素价态分布发现二者的两种价态铜物种比值基本一致，意味着这种CuO和Cu20复合层的结构和组成在实际使用过程中保持稳定。图3为上述三种样品以及一个Cu20和CuO混合参考材料(d)对C0催化氧化反应性能对比，合成后的表面为CuO和Cu20复合层的样品在初次及多次重复催化反应应用中效果相接近，且都优于表面为单一 Cu20的原材料以及Cu20和CuO混合材料的性能，进一步表明所合成的表面为CuO和Cu20复合层体相内部为Cu20的复合材料性能优越且稳定。
【主权项】
1.一种表面为稳定多价态铜复合层Cu 20基纳米材料的制备方法，其特征是: (1)取0.1-0.5 g、颗粒尺寸为50-500 nm新鲜制备、形状不限的Cu20原材料置入石英管式反应器中，先进行除杂除水预处理过程，即在303K下通以惰性气体如高纯N2或高纯Ar气吹扫约30分钟后，保持惰性气体氛围，再升温至383 K维持30分钟除水，之后维持惰性气体保护氛围，降温至室温； (2)待体系在惰性气体保护下冷却至室温298K后，将惰性气体切换为CO、02、N2混合反应气，其中CO和02之和占气体总体积百分比为介于2-10%之间，其余为N 2，CO和02体积比可调控为0.5:1、1:1及2:1，反应气空速控制为15000-20000 h 维持30分钟后，开始进行程序升温，保持2-5 K/分钟的升温速率，将升温末端温度控制在393-473 K之间，进行气固相界面反应过程，达到末端温度后，稳定10分钟，将反应气切换回惰性气体并降温，待体系温度冷却至室温时，将样品取出反应器，获得目标材料； (3)对合成材料进行分析表明，所得材料结构与步骤(2)进行气固相界面反应中CO和02体积比及升温末端温度直接相关，即在步骤(2 )中，通过选用特定的CO和0 2体积比及升温末端温度，可控制获得表面为特定组成多价态铜复合层而体相内部仍为Cu20的复合型材料。
【专利摘要】一种表面为稳定多价态铜复合层Cu2O基纳米材料的制备方法，是对新制的Cu2O纳米材料除杂除水预处理后，置入特定比例CO、O2、N2混合反应气中，由室温起始采用程序升温方式，在一定反应气空速下，通过调控反应气组成比例及升温末端温度进行再合成，即通过可控的气固相界面反应过程，将原材料转化制备为表面以物化性质稳定的含有两种或三种不同价态铜复合层存在而体相内部仍为Cu2O的复合型纳米材料的可控合成方法。该方法仅在材料表面形成均匀分布、稳定的多价态铜复合层，而体相内部仍为Cu2O；广泛适用于各种形貌原材料，均可获得具有类似表面复合结构的Cu2O基纳米材料。
【IPC分类】C01G3/02
【公开号】CN105271357
【申请号】CN201510651665
【发明人】赵丹, 涂长满, 胡雪静, 邓圣军, 肖卫明, 陈超, 张宁
【申请人】南昌大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月10日