[發(fā)明專利]一種3D花狀硫化銅及其水熱制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910736092.2
• 申請(qǐng)日: 2019-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN110282652A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑艷;高璐;史秀娟;張文博;劉超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G3/12
• 分類號(hào): C01G3/12;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開一種3D花狀硫化銅的水熱制備方法，首先，將銅源與硫源分別溶于乙二醇中，并在超聲清洗器中超聲分散，獲得兩者的均勻溶液；接著，將硫源溶液緩慢滴加至銅源溶液中，攪拌均勻；然后，將上述反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，即可獲得3D花狀硫化銅。本發(fā)明工藝簡單，成本低，所獲花狀硫化銅尺寸均勻、形貌規(guī)整，有望應(yīng)用于光催化、電容器、傳感器等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硫化銅的制備方法，特別涉及一種3D花狀硫化銅及其水熱制備方法。

背景技術(shù)

納米硫化銅作為一種良好的P型半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度低(＜2.0eV)，具有良好的可見光吸收效應(yīng)、主紅外區(qū)透過、光催化活性、光致發(fā)光等性能，在光熱診療、太陽能電池、電極材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價(jià)值。

目前，科研工作者已通過水熱法、共沉淀法及溶劑熱法等成功制備了不同形貌的納米硫化銅，如中空微球、納米線、納米管等。Li等(Carbohydrate Polymers,2013,92(1))以直鏈淀粉為模板，向直鏈淀粉與CuCl₂的混合溶液中加入Na₂SO₃，在100℃下反應(yīng)，獲得了納米硫化銅微球。王婷等(山西化工，2007，27(2))以醋酸銅和硫化鈉為原料，以十六烷基三甲基溴化銨、正庚烷、正丁醇及水形成的W/O型微乳體系為反應(yīng)容器，在加熱狀態(tài)下反應(yīng)24h，合成出了粒徑約為31.8nm的六方形硫化銅晶粒。但是，目前所公開的方法大多需要模板、表面活性劑或其他助劑來輔助實(shí)現(xiàn)，且存在制備過程復(fù)雜、成本高、顆粒均勻性差等問題。

花狀結(jié)構(gòu)的納米材料是一類特殊的三維(3D)材料，由許多類似“花瓣”的納米片組裝而成，具有粗糙的結(jié)構(gòu)、比表面積高、缺陷密度高以及活性位點(diǎn)多等優(yōu)勢(shì)，因此近年來備受關(guān)注。然而，近年來有關(guān)花狀硫化銅的制備尚未成熟，Saranya M,Santhosh C,Ramachandran R(Hydrothermal growth of CuS nanostructures and itsphotocatalytic properties[J].Powder Technology,2014,252:25-32)等采用水熱法，Shi B,Liu W,Zhu K(Synthesis of flower-like copper sulfides microspheres aselectrode materials for sodium secondary batteries[J].Chemical PhysicsLetters,2017,677:70-74)等采用溶劑熱法制備了花狀硫化銅，但是這兩種方法均采用了表面活性劑作為形貌誘導(dǎo)劑控制CuS晶面的生長，制備方法復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種3D花狀硫化銅及其制備方法，該方法不需要模板、表面活性劑或其他助劑的輔助，且制備的硫化銅為3D花狀形貌。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種3D花狀硫化銅的水熱制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將二水合氯化銅和硫脲溶解于乙二醇中，分散均勻，得到反應(yīng)液；

步驟2，將反應(yīng)液在120～150℃下溶劑熱反應(yīng)2～6h，所得產(chǎn)物離心、干燥得3D花狀硫化銅。

優(yōu)選的，步驟1具體為：將二水合氯化銅溶解于乙二醇中，超聲分散1～3h，獲得氯化銅的乙二醇溶液；將硫脲溶解于乙二醇中，超聲分散1～3h，獲得硫脲的乙二醇溶液；在60～70℃下將硫脲的乙二醇溶液滴加至氯化銅的乙二醇溶液中，攪拌20～30min，獲得反應(yīng)液。

進(jìn)一步的，超聲分散的功率為250～350W、頻率40～50KHz、溫度為25～35℃。

進(jìn)一步的，攪拌的速率為170～250r/min。

優(yōu)選的，步驟1中，二水合氯化銅與硫脲的摩爾比為(0.01～0.03)：(0.03～0.08)。