[發明專利]一種簡單綠色制備花狀銅/氧化鋅微納米材料的方法

在審

• 申請號: 202010038319.9
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111204793A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 趙宏;劉點點;薛慧文;寇梓涵;歐日昌;徐淑娟;楊濤;尹福軍;劉瑋煒;趙斌元
• 申請（專利權）人: 江蘇海洋大學
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;B82Y30/00;B82Y40/00;B01J23/80
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 嚴志平

本發明公開一種簡單綠色制備花狀銅/氧化鋅微納米材料的方法，其特征在于：所述產物銅/氧化鋅的微納米材料為黑色粉末，鋅片、稀鹽酸、鹵化亞銅、超純水作為原料，通過鋁和鹵化亞銅反應制備；本發明制備工藝簡單，反應條件溫和，無副產物產生，適用于工業規模化批量生產，制備獲取的氧化鋅微納米材料，呈株狀結構，作為半導體具有優異的性能，大大提高經濟效益和社會效益，值得推廣。

技術領域

本發明涉及金屬氧化物制備領域，尤其涉及一種簡單綠色制備花狀銅/氧化鋅微納米材料的方法及應用。

背景技術

氧化鋅 (ZnO) 俗稱鋅白，是一種白色無機材料，II-VI 族氧化物，氧化鋅的禁帶寬度為 3.2 eV，具有較低的激子結合能 60 meV，是一種重要的半導體材料。微納米級氧化鋅具有許多優異的性能，如壓電性、生物安全性和適應性等，可應用于光、電、磁、催化等領域，因此氧化鋅具有廣闊的應用前景。目前制備氧化鋅方法主要有物理法和化學法，物理法通常是在常溫常壓條件下，控制氧化鋅顆粒定向生長，但是物理法制備納米氧化鋅的設備昂貴，產量較低，不易于工業化生產；而化學法相對簡單并且易于加工，現有常用的化學法有微乳液法、水熱法、微波合成法、溶膠-凝膠法、化學沉淀法等，微乳液法方法裝置簡單，易于操作，且能耗較低，但是制備過程中使用大量有機物，將會對人體和自然環境造成損害；水熱法不需要高溫退火處理過程，可以有效避免顆粒團聚，制備特定結構晶體，但是制備的納米材料尺寸較小，限制其廣泛應用，而且產物分散過程中容易出現大面積團聚，分散不均勻的現象；微波合成法加熱快，效率高，但是常需要控制壓力和溫度，因此，一種簡單綠色氧化鋅微納米材料的制備方法亟待解決。

發明內容

針對傳統物理制備氧化鋅材料存在的成本高、產量低、不利于推廣以及化學制備方法中存在的采用大量有機物對環境造成污染以及產物尺寸小、分散不均勻等缺陷，本發明提供了一種簡單綠色制備花狀銅/氧化鋅微納米材料的方法，其具體方案如下：

一種簡單綠色制備花狀銅/氧化鋅微納米材料的方法，其特征在于：所述產物銅/氧化鋅的微納米材料為黑色粉末，其形貌為尺寸約為200nm的花瓣組成的花狀結構，鋅片、稀鹽酸、鹵化亞銅、超純水作為原料，通過鋁和鹵化亞銅反應制備一種簡單綠色制備花狀銅/氧化鋅微納米材料的方法，所述銅/氧化鋅微納米粉末復合材料的制備步驟具體如下：

步驟1：利用稀鹽酸浸泡30S去除鋅片表面氧化物，再利用超純水洗凈鋅片表面的稀鹽酸；

步驟2：稱量定量鹵化亞銅放入超純水中，并將步驟2中鋅片與其混合，置于溫度20-60℃下生長3d；

步驟3：待步驟2生長完成后鋅片表面覆蓋黑色粉末，將其洗滌、烘干，即得到銅/氧化鋅微納米材料。

進一步的，所述步驟1中鋅片為2*2cm²。

進一步的，所述步驟2中每稱取0.05g鹵化亞銅，反應用超純水量為100ml。

進一步的，所述步驟2中鹵化亞銅為氯化亞銅所述鹵化亞銅生長溫度為室溫。

進一步的，所述步驟2中鹵化亞銅為溴化亞銅，所述溴化亞銅生長溫度為40℃。

進一步的，所述步驟2中鹵化亞銅為碘化亞銅，所述碘化亞銅生長溫度為60℃。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果如下：

本發明制備工藝簡單，不需要添加表面活性劑，不用加入昂貴的還原劑，常溫常壓下即可制備，制備過程無毒無污染，不需要特定的設備，制備過程中氯化亞銅，即氯化亞銅、溴化亞銅、碘化亞銅用于提供二價銅離子，反應條件溫和，無副產物產生，工藝綠色，制備的微納米氧化鋅作為半導體材料具有優越性能，可作為催化劑可以處理工業和農業廢水中存在的有機污染物對硝基苯酚，并且本發明制備工藝適用于工業規模化批量生產，具有良好的經濟效益和社會效益，值得推廣。