[發明專利]一種十四面體氧化亞銅納米粒子的制備方法

無效

• 申請號: 201510475996.6
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105152199A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 孫左松;沈紹典;潘祥偉;李俊;毛東森;盧冠忠
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: C01G3/02
• 分類號: C01G3/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明屬于無機納米材料領域，涉及一種氧化亞銅納米粒子，具體來說是一種十四面體氧化亞銅納米粒子的制備方法。

背景技術

納米材料具有明顯不同于塊體材料和單個分子的特性:表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀隧道效應等。無論是在理論上還是在實際的應用方面,具有均一粒徑和形狀的無機納米顆粒都引起了人們極大的興趣。有規則形狀納米結構的合成在光子、納米電子學、信息儲存、催化和生物傳感器等領域有極大的應用價值。

氧化亞銅(Cu₂0)是少有的能被可見光激發的一種典型P型半導體材料,其能帶寬度為2.17eV。由于其優異的物理化學性能,在各個領域的潛在應用價值已經逐漸引起人們的重視。Cu₂0具有良好的氣敏性和壓電性,可被波長為400-800nm的可見光激發;多晶態Cu₂0具有良好的穩定性,可反復使用而不會被還原為Cu或氧化成CuO;此外,Cu₂0無毒,儲量豐富,制備成本較低,價格低廉,其在各領域的用途逐漸得到人們的研究和開發,并在人們的日常生活中起著不可或缺的作用。比如：（1）近年來,亞銅催化交叉偶聯反應己成為熱門研究方向,并廣泛應用在有機合成、生物活性分子制備和工業生產當中。（2）Cu₂0因其具有廉價、豐度大、易制備、吸收可見光、能帶隙可調和低毒等特性，在光催化領域具有廣泛應用。（3）氧化亞銅這種作為重要無機化工原料其工業用途很廣,工業產品大于90%是應用到船舶的防污涂料領域,這種涂料可作為防污劑,通過海水對其溶解作用達到防污的目的。（4）利用氧化亞銅為基礎制備的氧化物-金屬復合材料,能作為非燃燒陽極應用與電解工藝中。隨著氧化亞銅形貌控制制備方法研究的不斷發展,其應用價值也引起了廣泛關注，近些年來,采用不同方法制備形貌和尺寸可控的Cu₂0納米晶已經成為各國研究人員關注的熱點。

2005年,Choi小組曾經詳細的研究了電解液溫度、電解電壓、電流密度、電解液濃度、反應時間和保護劑對Cu₂0晶體生長的形貌影響。此小組還報道使用三電極體系，用SDS（十二烷基硫酸鈉），作為陰離子的表面活性劑從優的吸附于晶面,在控制體系的pH范圍在(3.4、3.5、3.7、3.9)而得到晶形為立方體、去角立方體、八面體和截角八面體。Guo也報道了在無模板和表面活性劑的體系中,通過調節電壓在0.6V時,能得到立方形Cu₂0,電壓在0.7V可得到Cu₂0納米球。Li等也曾報道親水離子液體([MEIN]+[ESD在室溫下,電解得到Cu₂0。在控制離子液體含量在(0-0.08%)可最終得到立方體、去角立方體、八面體、球狀等Cu₂0.

Chen等用氨水和乙酸銅為反應物,在聚四氟乙稀釜襯的高壓反應釜中加熱150-245°C,反應5-72h,可以得到長柱形粒子,并研究其成核機理。Li等用三乙醇胺、醋酸酸銅和水為原料,在高壓釜中,加熱到160℃并持續后,通過離心、洗滌和干燥后產生了八面體和八面體核殼形的Cu₂0粒子。Zeng等使用DMF替代水的水熱反應法,在控制最終的反應時間制備了Cu₂0空心立方體及空心球。Jiao小組用PEG-200為溶劑得到尺寸在50nm-200nm之間的Cu₂0立方體。

朱海濤使用聚乙烯吡咯烷酮制備出了氧化亞銅空心球。譚強強等使用尿素制備出來八面體氧化亞銅。陶菲菲等利用無水乙酸鈉和無水葡萄糖制備出了立方相氧化亞銅。

李亞棟使用硝酸銅為銅源，硼氫化鉀為還原劑，在油浴下，得到250nm左右的納米球，但是表面比較光滑，表面積因而比表面積相對較小。

理論上，具有特定晶面的氧化亞銅有利于提高其光催化性能。

綜上所述，具有不同晶面的氧化亞銅對于光催化降解有機物的效率是不同的，所以擁有特殊晶面的氧化亞銅對實際應用具有較大效益，因此探索出相對成本較低、操作簡單、具有特殊晶面的氧化亞銅納米材料及制備方法具有重要意義。而本方法制備的十四面體氧化亞銅有著多種晶面，其中有著特定的晶面在光催化降解有機物領域有潛在的應用前景。

發明內容

針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種十四面體氧化亞銅納米粒子的制備方法，所述的這種十四面體氧化亞銅納米粒子的制備方法解決了現有技術中的制備十四面體氧化亞銅納米粒子的方法成本高、工藝復雜的技術問題。