[發明專利]一種多孔氧化銅納米線材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011418801.1
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112520779B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 舒群威
• 申請（專利權）人: 貴州理工學院
• 主分類號: C01G3/02
• 分類號: C01G3/02;B82Y40/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明公開了一種多孔氧化銅納米線材料及其制備方法，涉及氧化銅材料技術領域，其技術方案要點是：包括純銅基片以及分布在純銅基片表面的多孔結構，多孔結構邊緣、純銅基片表面均形成有氧化銅納米線，多孔結構內部形成有氧化銅納米棒；氧化銅納米線長9?11nm，氧化銅納米棒長4?7nm，多孔結構的直徑為0.5?1.2mm；純銅基片的孔隙率為62?75％。本發明通過形成具有兩種尺度效應的納米線和納米棒結構，尺度效應適用范圍廣，應用于氣體催化反應時可同時作用于兩種氣體；獨特的多孔結構可提高氣體吸附能力，從而提高催化效率；氧化銅納米線材料中多孔結構分布可控，穩定性強；多孔氧化銅納米線材料制備條件簡單，易于實現，且制備過程無污染。

技術領域

本發明涉及氧化銅材料技術領域，更具體地說，它涉及一種多孔氧化銅納米線材料及其制備方法。

背景技術

氧化銅納米棒具有表面效應、量子尺寸效應、體積效應和宏觀量子隧道效應等特性，與普通氧化銅相比，納米尺度賦予了氧化銅納米棒特殊的電學、光學、催化等性質。氧化銅納米棒的電學性質使其對外界環境如溫度、濕度、光等條件十分敏感，因此采用納米氧化銅粒子包覆傳感器，可以大大提高傳感器的響應速度、靈敏性和選擇性。納米氧化銅也可作為固體火箭推進劑的燃速催化劑，不僅可以提高推進劑的燃速，還可以降低壓強指數。在催化方面，納米氧化銅可以很好地光催化降解有機染料。納米氧化銅可作為P型半導體材料，也是一種很好的光敏材料，同時也被用于玻璃和陶瓷的著色劑、尾氣凈化材料、觸點材料等。

然而，目前的氧化銅納米材料一般為單一的納米線結構或納米棒結構，其尺度效應單一，目前已有技術制備多孔形的氧化銅納米材料，在一定程度上能夠提高其性能，但其多孔孔徑和分布情況難以控制，導致其穩定性較差。因此，如何研究設計一種多尺度效應、穩定性好的孔氧化銅納米線材料及其制備方法是我們目前急需解決的問題。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種多孔氧化銅納米線材料及其制備方法。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

第一方面，提供了一種多孔氧化銅納米線材料，包括純銅基片以及分布在純銅基片表面的多孔結構，多孔結構邊緣、純銅基片表面均形成有氧化銅納米線，多孔結構內部形成有氧化銅納米棒。

進一步的，所述氧化銅納米線長9-11nm，氧化銅納米棒長4-7nm，多孔結構的直徑為0.5-1.2mm。

進一步的，所述純銅基片的孔隙率為62-75％。

第二方面，提供了如第一方面中任意一項所述的一種多孔氧化銅納米線材料的制備方法，包括以下步驟：

S101：選取厚度為2-4mm的純銅基片，將純銅基片表面用去離子水超聲清洗5-10min，然后放置干燥箱在120-150℃條件下干燥3-5min；

S102：將PMMA材料通過超微粉碎機粉碎至平均粒徑為0.5-1.5mm的顆粒，將PMMA顆粒平鋪在呈水平狀態的高壓模具內底面；利用刮板將PMMA顆粒平鋪均勻后，將干燥后的純銅基片平放在PMMA顆粒上；

S103：通過高壓模具由上而下對純銅基片施壓300-400MPa，施壓時間為3h；

S104：將高壓后的純銅基片表面清理后放入丙酮中浸泡溶解PMMA顆粒，浸泡后利用無水乙醇清洗20-30min，得到表面呈多孔狀銅基；

S105：將銅基的多孔面朝向放置在空氣氛圍下，通過保護氣體形成氣流柱以50-80mL/min的流速吹向多孔面中心，同時通過電加熱板直接在300-360℃條件下加熱銅基的多孔面3-4h，待冷卻至室溫后制得多孔氧化銅納米線產品。