[發明專利]一種蜂窩狀CuO納米材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910046752.0
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101486485A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 徐建文;郁可;尚德建;吳晉;許玉娥;李立君;朱自強
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C01G3/02
• 分類號: C01G3/02;C25D11/34
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司
• 代理人: 傅戈雁

技術領域

本發明涉及一種納米材料，具體為一種蜂窩狀CuO納米材料，以及這種納米材料的制備方法；屬于半導體材料、光電子材料與器件技術領域。

背景技術

CuO是一種寬禁帶半導體，并且具有較大的激子束縛能，在光電子器件、光催化和太陽能電池中有很大的應用前景，又由于其熱穩定性，高機械強度和化學穩定性等特殊性質，引起了人們對其納米結構的場發射特性研究的興趣。特別是近年來，視頻技術的不斷進步導致人們對視覺感受的不斷提高。原來的CRT(陰極射線管)及其LCD液晶顯示器凸現出它們的一些弊端，等離子的造價太高的問題，人們對場發射顯示器越來越感興趣，對其期望值也越來越高，想必在不久的將來由場發射材料制造的顯示設備將大批的普及。所以近來，人們利用各種方法(固相法、水熱合成等)制備出了各種不同的一維CuO納米結構，例如納米線，納米花，納米棒等，并對這些納米結構的場發射特性進行了研究，然而到目前為止，所有的一維納米結構基本都是用的熱蒸發或者水熱合成的方法制備的，而很少運用電鍍的方法制備得到CuO的納米結構。電鍍方法生長的納米材料均勻一致，而且面積大，為實現自組裝功能納米材料結構提供了一種新的方法。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種蜂窩狀CuO納米結構及其制備方法。以解決現有技術的上述問題。

本發明所提供的蜂窩狀CuO納米結構及其制備方法，在國際上是首次報道，這種蜂窩狀CuO納米結構是由納米線定向生長而成，具有很密集的濃度，其長度在一般為10—20μm，直徑一般在100-300nm。

這種蜂窩狀CuO納米結構的制備方法，其具體步驟如下：

1)將銅片(表面積大約1.5cm²)打磨，用30％鹽酸浸泡8-10分鐘，再放人丙酮中超聲，得到的純凈銅片做為陽極；選用石墨(表面積大約1.6cm²)做為陰極；

2)以3mol/L的KOH作為電解液；電壓為3-5V；

3)電沉積3-5h后；取出銅片，即可看到銅片表面生成一層藍色的Cu(OH)₂前驅物；

4)在N₂保護下，將步驟3)所獲得的Cu(OH)₂前驅物，在150℃-160℃加熱2.5-3.5h，然后取出，銅片表面生成一層黑色的蜂窩狀納米CuO。

所述的銅片純度為99％，厚度為0.1-0.3mm。

KOH純度為82％產自上海凌鋒化學試劑有限公司。

所述的電鍍設備，它是自己實驗室搭建的一個小型設備。電壓范圍：1-20V；電解槽為玻璃燒杯，為了控制其電流密度，我們串聯了一個1K的電阻，整個裝置被密封在一個玻璃罩中。

本發明為一種蜂窩狀CuO納米結構。相對于以前合成的納米結構，本發明的突出特點是：(1)方法新穎，大部分的CuO納米結構都是通過熱蒸發或者水熱合成的，而本發明是用的電鍍的方法；(2)形貌新穎，以前合成的CuO納米結構多為納米線，納米棒之類，而制備蜂窩狀的CuO還是首次(3)設備簡單，一般實驗室設備都能達到要求；(4)不需要非常困難的操作，方法非常的簡單；(5)不需要催化劑，節省資源；(6)成本低，重復性好，而且是大面積的生長。

附圖說明

圖1是蜂窩狀CuO納米結構的X射線衍射圖；

圖2是大量蜂窩狀CuO納米結構的SEM圖和TEM圖；

圖3是不同時間段Cu(OH)₂前驅物的SEM圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施例進一步闡述本發明的技術特點。

實施例1

將表面積為1.5cm²銅片打磨，用30％鹽酸浸泡8分鐘，再放人丙酮中超聲，得到的純凈銅片做為陽極；選用表面積約為1.6cm²石墨(做為陰極；以3mol/L的KOH作為電解液；電壓為3V；電沉積3h后；取出銅片，即可看到銅片表面生成一層藍色的Cu(OH)₂前驅物；在N₂保護下，將所獲得的Cu(OH)₂前驅物，在150℃加熱2.5h，然后取出，銅片表面生成一層黑色的蜂窩狀納米CuO。

實施例2