[發(fā)明專利]一種氧化亞銅空心球的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010137941.1
• 申請(qǐng)日: 2010-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101805010A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱海濤;王月嬌;連超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G3/02
• 分類號(hào): C01G3/02;B82B3/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種氧化亞銅空心球的制備方法，屬于無(wú)機(jī)材料和功能材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景：

空心球是指一類尺寸在納米至微米之間的具有特殊結(jié)構(gòu)的材料。由于這類材料具有密度低，比表面積大，穩(wěn)定性好和具有表面滲透能力的特點(diǎn)，因此在化學(xué)、生物和材料科學(xué)等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用，空心球殼以及由空心球殼堆積而成的多孔材料在催化領(lǐng)域、緩釋藥物的包裝、人造細(xì)胞的模擬及蛋白質(zhì)、酶、DNA等生物活性分子的包覆保護(hù)以及作為涂料或顏料等各個(gè)領(lǐng)域都有很大的潛在的應(yīng)用價(jià)值，成為材料研究領(lǐng)域內(nèi)引人注目的方向之一。

氧化亞銅(Cu₂O)是一種重要的P型半導(dǎo)體材料，其能帶間隙約為2.17eV，由于其在電子器件、催化、氣敏傳感器、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化及光限幅等方面的潛在應(yīng)用，受到了研究人員的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，研究人員采用不同的方法制備出了微米/納米級(jí)別的Cu₂O空心球，例如，Haolan?Xu(Haolan?Xu，Wenzhong，Angew.Chem.，Int.Ed.，46，(2007)，1489-1492)等在60℃條件下采用CTAB形成的囊泡作為模板制備出新穎的多殼層Cu₂O空心球。Yu?Chang(Yu?Chang，Joong?Jiat?Teo，HuaChun?Zeng，Langmuir.21，(2005)，1074-1079)等在DMF中通過(guò)在150-180℃下水熱反應(yīng)20-40h制備出Cu₂O納米空心球。然而這些方法模板用量大，成本高，反應(yīng)條件苛刻，對(duì)設(shè)備要求高，很難在工業(yè)生產(chǎn)中推廣使用。因此，設(shè)計(jì)出快速、反應(yīng)條件溫和、對(duì)設(shè)備要求低的方法進(jìn)行氧化亞銅空心球的生產(chǎn)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供的一種氧化亞銅空心球的制備方法，通過(guò)實(shí)施這種方法可以可到一種形態(tài)穩(wěn)定、分散好的氧化亞銅空心球，同時(shí)該方法條件溫和、工藝簡(jiǎn)單，原料利用率高、成本低、易于工業(yè)化。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明制備氧化亞銅空心球的方法包括以下步驟：

先將金屬銅可溶性鹽溶于水中，得到濃度1×10^-2～5×10^-1mol·L^-1的水溶液，然后加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30或PVP-K90)攪拌混合，得到澄清溶液，其金屬銅可溶性鹽、聚乙烯吡咯烷酮、水三者的比例為：1×10^-2～5×10^-1摩爾∶0～5×10^-1摩爾∶1升。

在磁力攪拌下，將還原劑按澄清溶液中銅離子摩爾質(zhì)量的0.2～10倍加入到制備的澄清溶液中，反應(yīng)5-150分鐘，得到橙黃色懸浮液即制備成氧化亞銅空心球產(chǎn)品。

本發(fā)明中所述的金屬銅可溶性鹽包括硫酸銅、氯化銅、乙酸銅中的任一種；所述的澄清溶液中Cu²⁺的濃度為1×10^-2～5×10^-1molL^-1，PVP與溶液中Cu²⁺的摩爾比為0～1。

本發(fā)明所述的還原劑為水合肼或抗壞血酸或肼；還原劑與液相中的Cu²⁺的摩爾比為0.2～10。

本發(fā)明所述的制備方法中金屬銅可溶性鹽∶PVP∶還原劑∶水的摩爾比是1×10^-2～5×10^-1摩爾∶0～5×10^-1摩爾∶2×10^-3～5×10^-1摩爾∶1升。

對(duì)所制備的氧化亞銅空心球產(chǎn)物進(jìn)行透射電鏡分析，從所制得的氧化亞銅空心球的TEM和XRD圖中顯示的結(jié)果表明其產(chǎn)品優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品，所得氧化亞銅空心球的直徑為150-300nm，球殼厚度20-70nm。

本發(fā)明與現(xiàn)有制備氧化亞銅空心球的方法相比，其方法簡(jiǎn)單、原料利用率高；所制備的氧化亞銅空心球分散性好、壁厚均勻、產(chǎn)率高；其使用的原料廉價(jià)易得，所需生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，能源消耗低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方法：

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：