专利名称：氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法
技术领域：
本发明涉及氧化亚铜的制备方法，具体涉及一种氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法。
背景技术：
空心材料作为一种结构新颖的功能材料，与其体相材料相比具有密度低、表面活性高、表面渗透性强等特性，在生物标记、药物缓释、人工细胞、光子晶体和催化材料等领域表现出极大的潜在应用价值。此外，空心材料由于其特殊的核壳结构，中空部分往往能容纳大量的客体分子一方面可作为微反应器，用于合成其他材料；另一方面，还可用于药物的包裹，实现药物的可控释放。氧化亚铜(Cu2O)是一种非常重要的ρ型半导体金属氧化物，其禁带宽度为2.0 eV。 在光催化、新型太阳能电池、磁存储装置、生物传感及涂料等领域有着广泛的应用。目前， 关于Cu2O纳米材料的研究主要集中在纳米颗粒、纳米纤维、纳米薄膜等实心材料的合成，对 Cu2O空心材料的研究相对较少。已报道的Cu2O空心材料的制备方法主要是表面活性剂辅助的液相还原法。例如方云等(CN101041456)以聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠形成的团簇为软模板、水合胼为还原剂，将铜离子还原得到Cu2O空心材料；刑兰兰等(湖北大学学报， 2008,30 (3)J67469)以醋酸铜为铜源、聚乙烯吡咯烷酮和氢氧化钠为添加剂、葡萄糖为还原剂制备出了 Cu2O 开口空心纳米球；Xu 等(J Phys Chem C 2008，112: 16769-16773)以氯化铜为铜源、聚乙二醇和氢氧化钠为添加剂，采用溶剂热法制备了 Cu2O空心纳米立方体； Gou等(Nano Letters, 2003，3(2) 231-234)以硫酸铜为铜源、十六烷基三甲基溴化铵和氢氧化钠为添加剂、抗坏血酸钠为还原剂，制备出了 Cu2O空心纳米立方体。在文献报道的多种合成方法中，大多须使用表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇等。表面活性剂所具有的双亲结构，无论是在防止纳米粒子的团聚或在其形貌调控行为上，都展现了其在纳米材料制备中的重要作用。但是，表面活性剂的加入也存在一些负面问题。其一是表面活性剂的浓度往往直接影响产物的最终形貌，制备工艺中需精确调控表面活性剂的浓度，这给工业化生产带来了很多麻烦；其二是表面活性剂极易吸附在产物的表面，给产物的清洗带来不便，从而影响最终产物的纯度。因此开发一种不需要添加表面活性剂且操作简单易行的方法来合成Cu2O空心纳米材料是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法，该制备方法不依靠表面活性剂，且操作简单易行。本发明的技术解决方案是它是以乙酰丙酮铜与多元醇混合，制备出氧化亚铜空心纳米立方体，具体步骤如下
(1)将乙酰丙酮铜加入到多元醇中，在1000-1500转/分的搅拌条件下以一定升温速率升温至反应温度；(2)反应一段时间后，将上述溶液静置冷却至室温，用乙醇和去离子水对产物进行多次洗涤，得到淡黄色沉淀物，将此沉淀物在70°C干燥得到氧化亚铜空心纳米立方体。其中，所述多元醇与乙酰丙酮铜重量比为1 :0. 0005-0. 020。其中，多元醇是乙二醇、山梨醇、丙三醇、三乙二醇等中的一种。其中，所述升温速率为2-5 V /秒。其中，所述反应温度为180_240°C。其中，所述反应时间为1-6小时。本发明的有益效果是
1、反应体系简单，仅使用乙酰丙酮铜(铜源)和多元醇(溶剂及还原剂)两种原料，未添加控制形貌的表面活性剂，合成工艺和所需要生产设备简单，适合工业化生产。2、所合成的氧化亚铜空心纳米立方体，大小和形貌均一，边长约为150 nm，壁厚约为 20 nm。
图1是氧化亚铜空心纳米立方体透射电镜照片。图2氧化亚铜空心纳米立方体的X射线衍射图。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。实施例1 依以下步骤制备氧化亚铜空心纳米立方体
(1)将乙酰丙酮铜加入到多元醇中，在1000转/分的搅拌条件下以一定升温速率升温至反应温度，其中，所述多元醇与乙酰丙酮铜重量比为1 :0. 0005 ；其中，多元醇是乙二醇； 其中，所述升温速率为2°C /秒；其中，所述反应温度为180°C ；
(2)反应6小时后，将上述溶液静置冷却至室温，用乙醇和去离子水对产物进行多次洗涤，得到淡黄色沉淀物，将此沉淀物在70°C干燥得到氧化亚铜空心纳米立方体。实施例2 依以下步骤制备氧化亚铜空心纳米立方体
(1)将乙酰丙酮铜加入到多元醇中，在1100转/分的搅拌条件下以一定升温速率升温至反应温度，其中，所述多元醇与乙酰丙酮铜重量比为1:0.001 ；其中，多元醇是山梨醇；其中，所述升温速率为3°C /秒；其中，所述反应温度为200°C ；
(2)反应5小时后，将上述溶液静置冷却至室温，用乙醇和去离子水对产物进行多次洗涤，得到淡黄色沉淀物，将此沉淀物在70°C干燥得到氧化亚铜空心纳米立方体。实施例3 依以下步骤制备氧化亚铜空心纳米立方体
(1)将乙酰丙酮铜加入到多元醇中，在1250转/分的搅拌条件下以一定升温速率升温至反应温度，其中，所述多元醇与乙酰丙酮铜重量比为1 :0.01 ；其中，多元醇是丙三醇；其中，所述升温速率为4°C度/秒；其中，所述反应温度为220°C度；
(2)反应3小时后，将上述溶液静置冷却至室温，用乙醇和去离子水对产物进行多次洗涤，得到淡黄色沉淀物，将此沉淀物在70°C干燥得到氧化亚铜空心纳米立方体。实施例4 依以下步骤制备氧化亚铜空心纳米立方体(1)将乙酰丙酮铜加入到多元醇中，在1500转/分的搅拌条件下以一定升温速率升温至反应温度，其中，所述多元醇与乙酰丙酮铜重量比为1 :0. 020 ；其中，多元醇是三乙二醇； 其中，所述升温速率为5°C /秒；其中，所述反应温度为240°C ；
(2)反应1小时后，将上述溶液静置冷却至室温，用乙醇和去离子水对产物进行多次洗涤，得到淡黄色沉淀物，将此沉淀物在70°C干燥得到氧化亚铜空心纳米立方体。
权利要求
1.氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法，其特征在于它是以乙酰丙酮铜与多元醇混合，制备出氧化亚铜空心纳米立方体；具体步骤如下(1)将乙酰丙酮铜加入到多元醇中，在1000-1500转/分的搅拌条件下以一定升温速率升温至反应温度；(2)反应一段时间后，将上述溶液静置冷却至室温，用乙醇和去离子水对产物进行多次洗涤，得到淡黄色沉淀物，将此沉淀物在70°C下干燥得到氧化亚铜空心纳米立方体。
2.根据权利要求1所述的氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法，其特征在于所述多元醇与乙酰丙酮铜重量比为1 :0. 0005-0. 020。
3.根据权利要求1所述的氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法，其特征在于其中，多元醇是乙二醇、山梨醇、丙三醇、三乙二醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法，其特征在于其中，所述升温速率为2-5°C/秒。
5.根据权利要求1所述的氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法，其特征在于其中，所述反应温度为180-240°C。
6.根据权利要求1所述的氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法，其特征在于其中，所述反应时间为1-6小时。
全文摘要
本发明公开了一种氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法，它采用化学还原法，以多元醇为溶剂及还原剂，将乙酰丙酮铜在高温下还原，得到氧化亚铜空心纳米立方体，所获得的氧化亚铜空心纳米立方体边长约为150nm，壁厚约为20nm。该制备方法工艺简单，不需添加任何表面活性剂，操作简便，成本低，适合大规模生产。
文档编号B82Y40/00GK102557106SQ20121000814
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者仲慧, 张维光, 徐继明, 李荣清, 殷竟洲, 程志鹏, 褚效中 申请人:淮阴师范学院