一种正十二面体氧化亚铜微纳米晶的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种正十二面体氧化亚铜纳米晶的制备方法，该方法通过以下方法完成：以铜盐和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料，以聚乙烯吡咯啉酮为结构导向剂，在聚四氟乙烯高压反应釜中在170℃下溶剂热反应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十二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十二面体氧化亚铜纳米晶具有很大的比表面积，有很多活性位点，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】
一种正十二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，尤其涉及一种正十二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。然而微纳米级的正十二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N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为还原剂，以聚乙烯吡咯啉酮为结构导向剂，在聚四氟乙烯高压反应釜中进行溶剂热反应，直接制备得到微纳米级的正十二面体氧化亚铜。
[0005]本发明制备氧化亚铜正十二面体结构的具体步骤如下:
[0006](I)将2.5mmol铜盐、Ig PVP溶于25mL N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清；
[0007](2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°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，得到正十二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、N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)为原料，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十二面体氧化亚铜具有均匀的结构，而均匀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 二水合氯化铜(0.4262g)、lg PVP 溶于 25mLN，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清；
[0016](2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°C下水热反应16h。
[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，得到正十二面体氧化亚铜微纳米晶。制备所得到氧化亚铜正十二面体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十二面体结构，正十二面体粒度为I?2.5 μ m。如图1 (b)是正十二面体氧化亚铜超结构的放大SEM谱图，从图中可以看出，正十二面体氧化亚铜结构完整。制备所得到的正十二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五水合硫酸铜(0.6242g)、lg PVP溶于25mL N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清；
[0020](2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°C下水热反应16h。
[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，得到正十二面体氧化亚铜微纳米晶。正十二面体粒度为
2?4 μ m0
[0022]实施例3:
[0023](I)将 2.5mmol 一水合乙酸铜(0.4991g)、lg PVP 溶于 25mL N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清；
[0024](2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°C下水热反应16h。
[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，得到正十二面体氧化亚铜微纳米晶。正十二面体粒度为
3?4.5 μ m0
[0026]实施例4:
[0027](I)将 2.5mmol 二水合氯化铜(0.4262g)、lg PVP 溶于 25mLN，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清；
[0028](2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°C下水热反应24h。
[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，得到正十二面体氧化亚铜微纳米晶。正十二面体粒度为2 ?3.5 μ m0
[0030]实施例5:
[0031](I)将2.5mmol五水合硫酸铜(0.6242g)、lg PVP溶于25mL N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清；
[0032](2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°C下水热反应24h。
[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，得到正十二面体氧化亚铜微纳米晶。正十二面体粒度为2 ?4.5 μ m0
[0034]实施例6:
[0035](I)将 2.5mmol 一水合乙酸铜(0.4991g)、lg PVP 溶于 25mL N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清；
[0036](2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°C下水热反应24h。
[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，得到正十二面体氧化亚铜微纳米晶。正十二面体粒度为2 ?4.5 μ m0
[0038]实施例7:
[0039](I)将 2.5mmol 二水合氯化铜(0.4262g)、lg PVP 溶于 25mL N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清；
[0040](2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°C下水热反应24h。
[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，得到正十二面体氧化亚铜微纳米晶。正十二面体粒度为
2?4.5 μ m0
【主权项】
1.一种正十二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铜盐、Ig PVP溶于25mLN，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)，常温下搅拌至澄清； (2)之后将上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高压反应釜中在170°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，得到正十二面体氧化亚铜微纳米晶。2.根据权利要求1所述的制备正十二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所述的制备正十二面体氧化亚铜微纳米晶的方法，其特征在于溶剂热时间为2?6ho4.根据权利要求1所述的制备正十二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结构均一，粒径为I?4.5 μ m。
【文档编号】C01G3/02GK105883891SQ201410746520
【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, 葛鸽
【申请人】天津工业大学