[發明專利]形貌可控氧化亞銅微/納米晶的制備方法

無效

• 申請號: 201210006997.2
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102583499A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 趙九蓬;丁艷波;李垚;楊麗麗;辛伍紅;張鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C01G3/02
• 分類號: C01G3/02;B82Y40/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及氧化亞銅微/納米晶的制備方法；具體涉及形貌可控氧化亞銅微/納米晶的制備方法。?

背景技術

氧化亞銅是一種p型直接帶隙的半導體材料，禁帶寬度是1.9～2.2ev，氧化亞銅半導體材料能夠在可見光(波長為400-800nm)下被激發，可以應用于太陽能轉換、微電子、磁存儲、催化和氣敏等領域。?

氧化亞銅納米材料的制備一直是研究的熱點領域之一。氧化亞銅薄膜材料在太陽能轉換方面也有較好的應用。例如燕子鵬等人采用電化學法制備p型Cu₂O半導體薄膜(西安交通大學學報，2011，45(3)：121-124)，并在利用太陽能直接轉換為電能和化學能的研究中發現使用氧化亞銅薄膜材料可以提高對太陽能的利用率。亞微米級氧化亞銅在可見光下對水的分解有較好的催化能力。此外，氧化亞銅還是一種重要的化工原料，廣泛應用在涂料、玻璃、陶瓷、農業以及有機工業催化劑等領域。?

由于粒子的形貌和尺寸大小與其宏觀的物理與化學性質密切相關，目前國內外對其納米形貌的控制有許多研究報道。比如氧化亞銅的正八面體結構比立方體結構有更好的吸附能力和光催化活性，因此可以根據氧化亞銅材料的形貌來決定其應用領域。目前制備氧化亞銅的方法主要有燒結法、電化學法、水熱法、溶劑熱法、化學沉淀法、輻射法和多元醇法等。?

公開號為CN?1693204A的專利公布了用阱做還原劑制備氧化亞銅粉體?，F有制備氧化亞銅主要使用的還原劑有亞硫酸鹽、甲醛、水合阱、硼氫化鈉和次亞磷酸鈉等一些毒性較大的物質，由于這些物質本身的毒性及生產、儲藏和運輸過程中對環境的危害，以及后期廢棄物處理的成本較高，目前急需氧化亞銅的綠色制備技術，因此選擇對環境友好的無毒還原劑至關重要。?

公開號為CN1807688A的專利公布了采用電化學沉積法直接在導電基體上制備形狀可控的氧化亞銅微/納米晶體。采用電化學方法制備，基片需要預先處理，且只能在導電基片上生長，使其條件較為復雜、合成不易控制、成本高、不利于大規模生產。?

目前已有的氧化亞銅微納米粒子的形狀，主要有方形、正八面體、十二個面的多面體、十四個面的多面體以及球形。其制備大多通過加入表面活性劑進行形貌控制，在工業上成?本較高，難以實現商業化。公開號為CN?101348275A的專利公開了以聚乙烯吡咯烷酮作為修飾劑，抗壞血酸為還原劑制備了多面體狀氧化亞銅納米粉體的方法，使用聚乙烯吡咯烷酮和抗壞血酸的缺點是原料昂貴，不利于工業化生產。因此探求不需要或盡量少添加反應物以外試劑的形貌控制方法，是具有特定形貌的微納米氧化亞銅工業化的前提。?

發明內容

本發明主要解決微/納米氧化亞銅的制備過程中存在成本較高、污染環境的技術問題；而提供了形貌可控氧化亞銅微/納米晶的制備方法。?

本發明提供一種在無表面活性劑、無有毒還原劑、無電解質支持的條件下制備形貌可控的Cu₂O微/納米晶體的方法，豐富了氧化亞銅多面體的種類。該方法簡單、無污染、成本低廉，效率高、易于控制且重復性好。?

本發明形貌可控氧化亞銅微/納米晶的制備方法是按下述步驟進行的：步驟一、將0.002～0.1mol銅鹽加入15mL～30mL超純水中，用磁力攪拌器以500～1000r/min速率進行攪拌至銅鹽完全溶解，再按銅離子與乳酸的摩爾比為1∶(5～20)的比例倒入乳酸，繼續攪拌30～60min(目的是使得銅鹽和乳酸充分絡合)，然后用堿溶液調節pH值為7.0～13.0，再冷卻至25℃定容至100mL，測量pH值，獲得溶液A；步驟二、然后將溶液A移至清洗后的水熱反應釜中，封閉反應釜，再將水熱反應釜放入烘箱內，將烘箱溫度調至50～200℃，保溫2～48h后自然冷卻到室溫，取出后用超純水離心洗滌3～6次后，用無水乙醇離心洗滌3～6次，再轉移到表面皿中，置于烘箱中在40～50℃條件下烘干；即得到氧化亞銅微/納米晶。?