3?48]使用硫酸铜与碳酸氢钠合成碱式碳酸铜，再通过热分解方法制得氧化铜，虽然可以快速实现氧化铜的合成，但是形貌不可控，不利于氧化铜的多向应用；文献[The Journal of Physical Chemistry B，2005，109:17157 ?17161]提出以硫酸铜与碳酸钾合成碱式碳酸铜，在合成过程改变温度、压力等条件以控制碱式碳酸铜形貌，但是未提及任何使用模板剂控制形貌的方法。
【发明内容】
[0011]本发明针对现有热合成氧化铜形貌不易控制的技术问题，提供了一种氧化铜粉末的制备方法。
[0012]本发明的技术方案如下:
[0013]—种氧化铜粉末的制备方法，包括如下步骤:(I)使铜粉、过氧化氢与硫酸三者反应生成混合水溶液；(2)在聚乙二醇模板添加剂存在下，使碳酸氢钠、碳酸钠与所述混合水溶液三者反应生成碱式碳酸铜；(3)碱式碳酸铜高温分解生成氧化铜粉末；(4)将氧化铜粉末放进挥发性溶剂中进行超声处理，超声处理后挥发溶剂，最终得到形貌发生变化的氧化铜粉末。
[0014]上述方法包括两次氧化铜粉末的形貌控制过程，第一次为氧化铜生长形貌的控制，控制方法主要为聚乙二醇充当晶核生长模板而优化固体晶核的生长方向与速率，热分解碱式碳酸铜有利于形成多孔形貌结构的氧化铜。第二次为氧化铜团聚形貌的控制，控制方法是挥发性溶剂与氧化铜形成特殊的相互作用，超声能量驱动氧化铜的形貌改变。
[0015]作为优选方式，所述步骤(I)进一步为:首先用体积浓度为30%的过氧化氢与体积浓度为98%的硫酸配制成混合水溶液，每升混合水溶液中过氧化氢、硫酸和去离子水三者的体积百分比为(20?25): (30?35): (45?50);然后在每升混合水溶液中加入0.7?
1.0mol的纯度多99被％的纯铜粉，待铜粉完全溶解反应后加热至50?60°C保持lOmin，冷却至室温后过滤得到硫酸铜溶液。
[0016]作为优选方式，所述步骤(2)进一步为:每升所述混合水溶液中加入0.2?
0.3mol碳酸氢钠和0.15?0.3mol碳酸钠，然后在每升混合水溶液中加入0.5?Ig聚乙二醇，持续搅拌下加热溶液体系至70?80°C，待反应完全后停止加热并静置30?40min，倒掉水溶液后留下的稠状固体沉淀物再分别用乙醇和纯净水清洗3次，用离心机分离出绿色稠状固体沉淀物碱式碳酸铜。
[0017]作为优选方式，所述步骤(3)进一步为:碱式碳酸铜干燥后放进500?600°C的回转式锻烧炉进行热分解反应，最终得到黑色精细氧化铜粉末。
[0018]温度太低，分解效率非常低或者不分解；温度太高，氧化铜可能变成氧化亚铜。
[0019]得到的黑色精细粉末氧化铜微观形貌呈现多孔片状颗粒松散堆积球状结构。
[0020]作为优选方式，所述步骤(4)进一步为:将干燥的氧化铜粉末加进有盖塑料瓶，然后倒入挥发性溶剂形成固液混合体系，固液混合体系中每Ig氧化铜粉末加入5mL的挥发性溶剂；封盖拧紧后放置在超声波发生器中进行超声处理10?15min，超声处理的条件是功率120-150W与超声频率40-50kHz ;超声处理后将固液混合体系倒置于玻璃片上，室温下自然挥发溶剂，最终得到形貌发生变化的氧化铜粉末。
[0021]作为优选方式，所述挥发性溶剂为乙醇、乙醚、甲醇、丁酮其中的一种。
[0022]挥发性溶剂与黑色精细氧化铜粉末形成特殊的相互作用，超声能量驱动氧化铜粉末的形貌改变；当挥发性溶剂为乙醚等非极性溶剂，氧化铜粉末形貌变为多孔片状颗粒紧密堆积球状结构；当挥发性溶剂为乙醇等极性溶剂，氧化铜粉末形貌变为多孔片状颗粒完全离散结构。
[0023]作为优选方式，所述聚乙二醇的平均分子量为2000-6000。
[0024]聚乙二醇平均分子量太小，模板作用效果不佳；分子量更大，溶液体系的粘度太大，阻碍反应发生
[0025]本发明主要涉及的物理化学过程和原理如下:
[0026]纯铜粉、过氧化氢与硫酸三者反应生成的混合水溶液是硫酸铜溶液；在聚乙二醇模板添加剂存在下，碳酸氢钠、碳酸钠与硫酸铜三者反应生成的稠状固体沉淀物是碱式碳酸铜；碱式碳酸铜高温分解生成黑色精细氧化铜粉末，其微观形貌呈现多孔片状颗粒松散堆积球状结构；氧化铜粉末放进挥发性非极性溶剂(如乙醚)中，超声处理时超声作用引发的空化泡产生瞬态相分离，紧接着发生的空化泡崩溃则造成氧化铜片状小颗粒的内向作用力，因而造成更紧密的堆积结构，超声处理后氧化铜粉末形貌变为多孔片状颗粒紧密堆积球状结构，原理如图1 ;
[0027]氧化铜粉末放进挥发性极性溶剂(如乙醇)中，氧化铜粉末与乙醇的官能团-OH形成氢键而造成乙醇不容易脱附氧化铜颗粒，超声能量作用于氧化铜粉末就会引起片状小颗粒能够脱离相互间的范德华力而变成离散状态，超声处理后氧化铜粉末形貌变为多孔片状颗粒完全离散结构，原理如图2。
[0028]本发明的有益效果是:本发明包括二次氧化铜粉末的形貌控制过程，第一次为氧化铜生长形貌控制，方法是以聚乙二醇充当晶核生长模板而优化固体晶核的生长方向与速率，用热分解方法形成多孔形貌结构的氧化铜；第二次为氧化铜团聚形貌控制，方法是选择挥发性溶剂与氧化铜形成特殊的相互作用，超声能量驱动氧化铜的形貌改变。本制备方法简单方便，解决了氧化铜合成后形貌很难改变的问题，有利于扩大不同形貌氧化铜的多向应用。
【附图说明】
[0029]图1是本发明选择乙醚等非极性溶剂的制备方法的原理图。
[0030]图2是本发明选择乙醇等极性溶剂的制备方法的原理图。
[0031 ] 图3是合成氧化铜的XRD图。
[0032]图4-a是步骤⑴-步骤(3)得到的氧化铜SEM图；图4_b是选择乙醚非极性溶剂的步骤⑷得到的氧化铜SEM图；图4-c是选择乙醇极性溶剂的步骤⑷得到的氧化铜SEM图。
[0033]图5-a是步骤(I)-步骤(3)得到的氧化铜粒度分布图；图5_b是选择乙醚非极性溶剂的步骤⑷得到的氧化铜粒度分布图；图5-c是选择乙醇极性溶剂的步骤⑷得到的氧化铜粒度分布图。
【具体实施方式】
[0034]实施例1
[0035]—种氧化铜粉末的制备方法，包括如下步骤:(I)使铜粉、过氧化氢与硫酸三者反应生成混合水溶液；(2)在聚乙二醇模板添加剂存在下，使碳酸氢钠、碳酸钠与所述混合水溶液三者反应生成碱式碳酸铜；(3)碱式碳酸铜高温分解生成氧化铜粉末；(4)将氧化铜粉末放进挥发性溶剂中进行超声处理，超声处理后挥发溶剂，得到最终的氧化铜粉末。
[0036]上述方法包括两次氧化铜粉末的形貌控制过程，第一次为氧化铜生长形貌的控制，控制方法主要为聚乙二醇充当晶核生长模板而优化固体晶核的生长方向与速率，热分解碱式碳酸铜有利于形成多孔形貌结构的氧化铜。第二次为氧化铜团聚形貌的控制，控制方法是挥发性溶剂与氧化铜形成特殊的相互作用，超声能量驱动氧化铜的形貌改变。
[0037]实施例2
[0038]—种氧化铜粉末的制备方法，包括如下步骤:
[0039](I)首先用体积浓度为30%的过氧化氢与体积浓度为98%的硫酸配制成混合水溶液，每升混合水溶液中过氧化氢、硫酸和去离子水三者的体积百分比为(20?25): (30?35): (45?50);然后在每升混合水溶液中加入0.7?1.0mol的纯度彡99wt%的纯铜粉，待铜粉完全溶解反应后加热至50?60°C保持lOmin，冷却至室温后过滤得到硫酸铜溶液。
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