[發(fā)明專利]一種在銅基材料表面原位生長針狀氫氧化銅的方法

有效

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• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107879371B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳新華;張萬強;陳崢;王豫寧;李大鵬;黨博文;劉曉亭;吳茹夢
• 申請（專利權(quán)）人: 許昌學院
• 主分類號: C01G3/02
• 分類號: C01G3/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

本發(fā)明涉及一種在銅基材料表面原位生長針狀氫氧化銅的方法，所述針狀氫氧化銅長度為3～20μm，根部直徑0.1～1μm，尖頭直徑0.01～0.8μm。其是采用濃度遞減溶液氧化法制備得到，所述的濃度遞減溶液氧化法是將銅基材料置于氫氧化鈉和過硫酸銨的混合溶液中反應(yīng)，然后根據(jù)需要重復(fù)置于或不置于濃度逐漸遞減的氫氧化鈉和過硫酸銨的混合溶液中反應(yīng)，最后置于濃度進一步減小的氫氧化鈉和過硫酸銨的混合溶液中或水中反應(yīng)制備。以上方法至少需要進行兩步反應(yīng)。該方法操作簡單、重復(fù)性好、成本低且適合大面積制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在銅基材料表面原位生長針狀氫氧化銅的方法。

背景技術(shù)

氫氧化銅在農(nóng)業(yè)上，是一種重要的殺菌劑—波爾多液的主要成分；在工業(yè)上，氫氧化銅是常用的催化劑、媒染劑、著色劑及人造絲顏料。氫氧化銅因其具有高的理論電容，同時具有環(huán)境友好、價格便宜的優(yōu)點，又常常被用來制作超級電容器。氫氧化銅還是一種具有正交晶系的層狀材料，常常被用來制作一維微納米結(jié)構(gòu)材料。到目前為止，研究者們采用各種方法，分別制備了氫氧化銅納米帶、納米線、納米柱等多種一維納米材料。但針狀微納米結(jié)構(gòu)氫氧化銅較為少見。針狀微納米結(jié)構(gòu)氫氧化銅陣列因具有更小的固液接觸面積和更大的粗糙度因而在特殊浸潤性功能材料方面具有更大的應(yīng)用前景。

目前，針狀氫氧化銅主要采用電化學法制備。如《Appl.Surf.Sci.》2011,257,5705-5710發(fā)表了題為“A stable superhydrophobic and superoleophilic Cu meshbased on copper hydroxide nanoneedle arrays”的論文(D.D.La,T.A.Nguyen,S.Lee,etal.Appl.Surf.Sci.)，分別以銅箔和銅網(wǎng)為基底，氫氧化鈉為電解液，采用電沉積法制備了針狀氫氧化銅；《ACS Appl.Mater.Interfaces》2015,7,10660-10665發(fā)表了題為“Clustered ribbed-nanoneedle structured copper surfaces with high-efficiencydropwise condensation heat transfer performance”(J.Zhu,Y.T.Luo,J.Tian,etal.ACS Appl.Mater.Interfaces)的論文，以銅為基底，氫氧化鉀為電解液，采用電化學沉積法制備了針狀氫氧化銅；《J.Mater.Chem.A》2015,3,4374–4388發(fā)表了題為“Superhydrophobic CuO nanoneedle-covered copper surfaces for anticorrosion”(F.Xiao,S.J.Yuan,B.Liang.et al.J.Mater.Chem.A)的論文，以銅箔為基底，氫氧化鉀為電解液，采用電化學氧化法制備了針狀氫氧化銅。《J.Phys.Chem.B》2005,109,22836–22842發(fā)表了題為“Copper hydroxide nanoneedle and nanotube arrays fabricated byanodization of copper”(X.F.Wu,H.Bai,J.X.Zhang,et al.J.Phys.Chem.B)的論文，以銅箔為基底，氫氧化鉀為電解液，采用電化學陽極氧化法制備了針狀和管狀氫氧化銅等。以上方法均需要電解，耗費能源。另外，《Sens.Actuators B:Chem.》2017,238,588–595發(fā)表了題為“Synthesis of nanoneedle-like copper oxide on N-doped reducedgrapheneoxide:a three-dimensional hybrid for nonenzymaticglucose sensor”(S.L.Yang,G.Li,D.Wang,et al.Sens.Actuators B:Chem.)的論文，以醋酸銅和氨水為前驅(qū)體，采用水熱法制備了氫氧化銅納米針，在180℃下脫水成氧化銅納米針。該種方法需要高溫，也比較耗費能源，且不易大面積制備。