一种正四面体氧化亚铜微纳米晶的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种正四面体氧化亚铜微纳米材料的制备方法，该方法通过以下方法完成：以铜盐和盐酸羟胺为原料，蒸馏水甘油为溶剂，在120℃下水热反应4～8h，对得到的砖红色沉淀离心、洗涤和干燥就能制备得到正四面体氧化亚铜纳米材料。这种方法利用铜盐、盐酸羟胺为原料，同时没有使用表面活性剂或者模板剂等有机添加剂，这些原料价格低廉易得，降低了成本。本发明还具有设备简单，操作方便等特点，有利于实现大规模的工业生产。同时本发明制备的正四面体氧化亚铜纳米材料具有很大的比表面积，在光催化降解染料、气敏、储能、锂电池等方面有潜在的应用价值。
【专利说明】
一种正四面体氧化亚铜微纳米晶的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种氧化亚铜的制备方法，尤其涉及一种正四面体氧化亚铜微纳米晶的制备方法。
【背景技术】
[0002]氧化亚铜是一种重要的无机化工原料，在涂料、玻璃、陶瓷、塑料、农业以及工业催化等领域都有着广泛的用途。在众多的半导体光催化剂材料中，Cu2O具有良好的光催化性能，成为光催化领域新的研究方向。微纳米氧化亚铜可以充分利用太阳光，无需紫外光，能耗低、效率高、节约成本，因此微纳米氧化亚铜的制备成为目前研究的热点。由于Cu2O的形貌和结构在很大程度上影响它的物理和化学性质，因此，合成可控形貌和结构的微纳米Cu2O已成为研究的重点。目前，已有不少关于Cu2O纳米材料制备过程中控制其形貌和尺寸来优化其相应性质的研究成果报道，例如科研者已经用固相法、气相沉积法、溶剂热法及电化学沉积等方法制备合成出Cu2O纳米线、空心球、薄膜、八面体和十二面体等形貌。然而微纳米级的正四面体氧化亚铜微纳米晶却很少有报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的缺点，寻求设计一种制备分层花状氧化亚铜纳米结构的方法，本发明提供了以铜盐和盐酸羟胺为原料，蒸馏水为溶剂制备正四面体氧化亚铜的方法。
[0004]本发明的目的是这样实现的，以氯化铜、硫酸铜或者乙酸铜为铜源，以盐酸羟胺为还原剂，在聚四氟乙烯高压反应釜中进行水热反应，直接制备得到微纳米级的正四面体氧化亚铜。
[0005]本发明制备氧化亚铜正四面体结构的具体步骤如下:
[0006](I)将2.5mmol盐酸羟胺(0.1737g)溶于1mL蒸馏水，得溶液A0将2.5mmol铜盐溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ；
[0007](2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应一定时间。
[0008](3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。
[0009]进一步的，所述的铜盐为氯化铜、硫酸铜和乙酸铜中的一种，反应时间为4h、6h或8h。
[0010]本发明利用铜盐、盐酸羟胺为原料，同时没有使用表面活性剂或者模板剂等有机添加剂，这些原料价格低廉易得，降低了成本。本发明还具有设备简单，操作方便等特点，有利于实现大规模的工业生产。更重要的是本发明得到了新型的正四面体氧化亚铜具有附着片状超结构，而片状超结构由于具有低密度、高比表面等性质在污水污染物吸附、储氢、催化剂载体等方面有很广阔的应用前景。
【附图说明】
[0011]图1是实例I所制备分层花状氧化亚铜纳米材料的扫描电镜(SEM)照片。
[0012]图2是实例I所制备分层花状氧化亚铜纳米材料的X射线衍射图谱。
【具体实施方式】
[0013]以下通过具体实施例用于进一步说明本发明描述的方法，但是并不意味着本发明局限于这些实施例。
[0014]实施例1:
[0015](I)将2.5mmol盐酸羟胺(0.1737g)溶于1mL蒸馏水，得溶液A。将2.5mmol 二水合氯化铜(0.4262g)溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ;
[0016](2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应6h。
[0017](3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。制备所得到氧化亚铜附着片状超结构由扫描电子显微镜表征，如图1(a)是所得氧化亚铜为正四面体结构，正四面体附着片层厚度为2?6nm。如图1(b)是层状氧化亚铜花状结构的放大SEM谱图，从图中可以看出，正四面体氧化亚铜附着有很多片层。制备所得到的分正四面体氧化亚铜纳米材料由X射线衍射分析，得到为纯的氧化亚铜晶体材料(图2)。
[0018]实施例2:
[0019](I)将2.5mmol盐酸羟胺(0.1737g)溶于1mL蒸馏水，得溶液A。将2.5mmol五水合硫酸铜(0.6242g)溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ;
[0020](2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应6h。
[0021](3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。正四面体附着片层厚度为4?9nm。
[0022]实施例3:
[0023](I)将2.5mmol盐酸羟胺(0.1737g)溶于1mL蒸馏水，得溶液A。将2.5mmol 一水合乙酸铜(0.499Ig)溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ;
[0024](2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应6h。
[0025](3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。正四面体附着片层厚度为3?8nm。
[0026]实施例4:
[0027](I)将2.5mmol盐酸羟胺(0.1737g)溶于1mL蒸馏水，得溶液A0将2.5mmol 二水合氯化铜(0.4262g)溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ;
[0028](2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应8h。
[0029](3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。正四面体附着片层厚度为5?llnm。
[0030]实施例5:
[0031](I)将2.5mmol盐酸轻胺(0.1737g)溶于1mL蒸懼水,得溶液A。将2.5mmol五水合硫酸铜(0.6242g)溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ;
[0032](2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应8h。
[0033](3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。正四面体附着片层厚度为6?12nm。
[0034]实施例6:
[0035](I)将2.5mmol盐酸羟胺(0.1737g)溶于1mL蒸馏水，得溶液A。将2.5mmol 一水合乙酸铜(0.499Ig)溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ;
[0036](2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应8h。
[0037](3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。正四面体附着片层厚度为5?12nm。
[0038]实施例7:
[0039](I)将2.5mmol盐酸羟胺(0.1737g)溶于1mL蒸馏水，得溶液A。将2.5mmol 二水合氯化铜(0.4262g)溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ;
[0040](2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应4h。
[0041](3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。正四面体附着片层厚度为3?8nm。
【主权项】
1.一种正四面体氧化亚铜微纳米晶的制备方法，其包括如下步骤: (1)将2.5mmol盐酸羟胺(0.1737g)溶于1mL蒸馏水，得溶液A。将2.5mmol铜盐溶于1mL蒸馏水，得到溶液B ； (2)之后将溶液A缓慢逐滴滴入溶液B中，强烈搅拌20min后将混合物倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在120°C下水热反应一定时间。 (3)反应结束后，将得到的砖红色沉淀取出，然后用蒸馏水和无水乙醇交替离心洗涤，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正四面体氧化亚铜微纳米晶。2.根据权利要求1所述的制备正四面体氧化亚铜微纳米晶的方法，其特征在于所用铜盐为硝酸铜、硫酸铜和乙酸铜中的一种。3.根据权利要求1所述的制备正四面体氧化亚铜微纳米晶的方法，其特征在于水热时间为4?8h。4.根据权利要求1所述的制备正四面体氧化亚铜微纳米晶的方法，其特征在于所制备的正四面体氧化亚铜微纳米晶表面附着的纳米片的片层厚度为2?12nm。
【文档编号】B82Y30/00GK105883890SQ201410746516
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月5日
【发明人】储德清, 杨路峰, 庄艳
【申请人】天津工业大学