一种氧化铜纳米线的制备方法与流程

本发明涉及纳米氧化铜材料制备领域，尤其涉及一种利用氯化亚铜制备氧化铜纳米线的方法。

背景技术：

氧化铜纳米线具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性，与普通氧化铜相比，纳米尺度赋予了氧化铜纳米线特殊的电学、光学、催化等性质。氧化铜纳米线的电学性质使其对外界环境如温度、湿度、光等条件十分敏感，可以大大提高传感器的响应速度、灵敏性和选择性。氧化铜纳米线也可作为固体火箭推进剂的燃速催化剂，不仅可以提高推进剂的燃速，还可以降低压强指数。在催化方面，氧化铜纳米线可以很好地光催化降解有机染料。纳米氧化铜可作为p型半导体材料，也是一种很好的光敏材料，同时也被用于玻璃和陶瓷的着色剂、尾气净化材料、触点材料等。氧化铜纳米线还可以设计波段可控的光吸收材料，在微波吸收、雷达波吸收、隐形战机涂层等方面显示出良好的应用前景。

纳米氧化铜的制备方法有固相法、热解法、醇解法和声化学法、激光蒸凝法、沸腾回流沉淀法、络合沉淀法、水热法、压力-热液法、微乳液法、电化学法和模板法等。合成氧化铜纳米线的方法通常需要各种辅助试剂作为模板剂控制目标产物的尺寸、形貌和维度，使制备过程变得复杂，控制条件增多。本发明提出了一种新型的氧化铜纳米线的制备方法。

技术实现要素：

提出了一种氧化铜纳米线的制备方法，尤其是一种利用氯化亚铜制备氧化铜纳米线的方法。其反应方程式为4cucl+o2＝2cucl2+2cuo，溶液为含氧的乙醇溶液。

本发明采用如下技术方案：

一种氧化铜纳米线的制备方法，包括如下步骤：

(1)将氯化铜溶液涂覆于铜箔表面，中和反应快速发生，生成氯化亚铜；

(2)将氯化亚铜从铜箔表面刮除收集，放入含氧的乙醇中封闭加热，反应生成氧化铜纳米线。

步骤(1)中的氯化铜溶液浓度范围为0.01～1mol/l，溶剂为水、乙醇、丙醇、二氯甲烷、汽油、丁醇、丙酮、乙醚、乙醛、石油醚的一种或者混合溶液。

步骤(1)中的中和反应温度为0～80℃。

步骤(1)中的涂覆方法为滴涂、线棒涂膜法、喷涂法。

步骤(2)中的含氧的乙醇为无水乙醇，其中含有氧气，可向无水乙醇中通入氧气增加氧含量。

步骤(2)中的加热温度为40～70℃，反应时间为6～24h。

本发明具有如下优势：

(1)本发明方法利用氯化铜、铜箔、乙醇为原料与反应介质，价格低廉易得，降低了成本。

(2)本发明方法步骤简单，便于操作。

(3)本发明方法设备要求简单，有利于实现大规模的工业生产。

(3)本发明方法采用新的反应路径制备的氧化铜纳米线粒径均匀，尺寸、形貌和维度易于控制。

附图说明

图1为本发明方法实施例1制备氧化铜纳米线的透射电镜图。

图2为本发明方法实施例1制备氧化铜纳米线的高分辨透射电镜图。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

(1)选用25um厚度的铜箔，铜箔的一面或者两面是经过抛光处理的平面，用去离子水清洗铜箔表面后置于60℃环境中烘干备用。

(2)将134.45mg二水合氯化铜粉末加入10ml去离子水中，搅拌2分钟，配置0.1mol/l的氯化铜水溶液，将10ml的0.1mol/l的氯化铜水溶液滴加到铜箔的抛光面，经过线棒涂膜法将液体在铜箔表面分散均匀，形成均匀连续的薄膜，将承载氯化铜水溶液的铜箔置于温度为60℃的烘箱内干燥处理5min。

(3)将铜箔表面的氯化亚铜微晶薄膜用无水乙醇进行清洗，干燥后将氯化亚铜从铜箔表面刮除收集备用。

(4)将氯化亚铜放入含氧的乙醇中封闭加热，加热温度为60℃，反应时间为12h，反应生成氧化铜纳米线。

实施例2

(1)选用25um厚度的铜箔，铜箔的一面或者两面是经过抛光处理的平面，用去离子水清洗铜箔表面后置于20℃环境中干燥备用。

(2)将134.45mg二水合氯化铜粉末加入10ml去离子水中，搅拌2分钟，配置0.1mol/l的氯化铜水溶液，将10ml的0.1mol/l的氯化铜水溶液滴加到铜箔的抛光面，经过线棒涂膜法将液体在铜箔表面分散均匀，形成均匀连续的薄膜，将承载氯化铜水溶液的铜箔置于温度为60℃的烘箱内干燥处理5min。

(3)将铜箔表面的氯化亚铜微晶薄膜用无水乙醇进行清洗，干燥后将氯化亚铜从铜箔表面刮除收集备用。

(4)将氯化亚铜放入含氧的乙醇中封闭加热，加热温度为60℃，反应时间为12h，反应生成氧化铜纳米线。

实施例3

(1)选用25um厚度的铜箔，铜箔的一面或者两面是经过抛光处理的平面，用去离子水清洗铜箔表面后置于60℃环境中烘干备用。

(2)将134.45mg二水合氯化铜粉末加入10ml去离子水中，搅拌2分钟，配置0.1mol/l的氯化铜水溶液，将10ml的0.1mol/l的氯化铜水溶液滴加到铜箔的抛光面，经过线棒涂膜法将液体在铜箔表面分散均匀，形成均匀连续的薄膜，将承载氯化铜水溶液的铜箔置于温度为60℃的烘箱内干燥处理5min。

(3)将铜箔表面的氯化亚铜微晶薄膜用无水乙醇进行清洗，干燥后将氯化亚铜从铜箔表面刮除收集备用。

(4)将氯化亚铜放入含氧的乙醇中封闭加热，加热温度为70℃，反应时间为12h，反应生成氧化铜纳米线。

实施例4

(1)选用25um厚度的铜箔，铜箔的一面或者两面是经过抛光处理的平面，用去离子水清洗铜箔表面后置于60℃环境中烘干备用。

(2)将134.45mg二水合氯化铜粉末加入10ml去离子水中，搅拌2分钟，配置0.1mol/l的氯化铜水溶液，将10ml的0.1mol/l的氯化铜水溶液滴加到铜箔的抛光面，经过线棒涂膜法将液体在铜箔表面分散均匀，形成均匀连续的薄膜，将承载氯化铜水溶液的铜箔置于温度为60℃的烘箱内干燥处理5min。

(3)将铜箔表面的氯化亚铜微晶薄膜用无水乙醇进行清洗，干燥后将氯化亚铜从铜箔表面刮除收集备用。

(4)将氯化亚铜放入含氧的乙醇中封闭加热，加热温度为60℃，反应时间为6h，反应生成氧化铜纳米线。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种氧化铜纳米线的制备方法。将氯化铜溶液涂覆于铜箔表面，中和反应快速发生，生成氯化亚铜；将氯化亚铜从铜箔表面刮除收集，放入含氧的乙醇中封闭加热，反应生成氧化铜纳米线。本发明所公开的方法采用新的反应路径制备的氧化铜纳米线粒径均匀，尺寸、形貌和维度易于控制，利用氯化铜、铜箔、乙醇为原料与反应介质，价格低廉易得，降低了成本，步骤简单，便于操作，设备要求简单，有利于实现大规模的工业生产。

技术研发人员：苗中正;苗爱民;张立云
受保护的技术使用者：盐城师范学院
技术研发日：2018.09.29
技术公布日：2019.02.05