[發明專利]氧化亞銅@氧化銅-石墨烯納米復合材料及其制備與應用

有效

• 申請號: 202210311193.7
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114853051B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 胡敬;李金娟;劉波;徐守西;魏濤;程淼;劉倩倩;李宛飛;凌云
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C01G3/02
• 分類號: C01G3/02;C01B32/184;B01J23/72;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N27/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發明涉及一種氧化亞銅@氧化銅?石墨烯納米復合材料及其制備與應用，涉及納米復合材料技術領域。本發明所述的制備方法包括以下步驟，堿性條件下，將氧化石墨烯加入到氧化亞銅分散液中，得到混合液；所述氧化亞銅分散液的質量濃度為1?5mg/mL；所述堿性條件的pH為9?14；對混合液進行攪拌、反應得到所述Cu₂O@CuO?RGO納米復合材料。本發明所述方法過程簡單，安全可靠，獲得的產物純度高，且成本較低易于大規模制備；制備得到的Cu₂O@CuO?RGO多級納米復合材料在檢測二氧化氮氣體應用中具有突出優勢。

技術領域

本發明涉及納米復合材料技術領域，尤其涉及一種氧化亞銅@氧化銅-石墨烯納米復合材料及其制備與應用。

背景技術

目前，在新材料的研究領域中，納米材料是最富有活力、對人類社會發展產生重要影響的研究對象。過渡金屬納米氧化物半導體材料，由于其比表面積大、結構獨特、易制備等優點，適合于應用在電極材料、催化劑與傳感器敏感材料等方面。近年來國內外學者研究并開發了一系列的具有傳感特性的半導體材料，并應用于安全預警、環境監測等領域。

氧化銅是過渡金屬氧化物材料中非常重要的一種p型半導體材料，具有帶隙窄(1.2eV)、成本低、熱穩定性好等性能。由于它屬于空穴導電，所以相較于傳統的二氧化錫、氧化鋅等研究較早的n型半導體傳感器敏感材料，納米氧化銅在選擇性、靈敏度等方面表現出明顯的優勢和不同的傳感機制。

公布號為CN102156156A的中國專利申請公開了一種三維氧化銅納米花片式無酶葡萄糖傳感器電極的制備。該方法簡單，操作簡便，具有良好的催化活性，穩定性和葡萄糖傳感響應特性，獲得的產物附著在銅箔表面，可直接催化監測血糖濃度。但該方法獲得的產物必須以銅箔為基體，因此應用范圍較窄。公布號為CN104897726A的中國專利申請公開了一種溶膠-凝膠法制備納米氧化銅氣敏材料的方法。得到的納米氧化銅產物均一，可顯著提高對低濃度氣體的靈敏度，但此方法需高溫處理。公布號為CN103420408A的中國專利申請公開了一種固相制備納米氧化銅的方法。該方法以木質素磺酸鹽為模板，利用銅鹽和氫氧化鈉/氫氧化鉀的固相反應，經過不同溫度煅燒除去模板，得到納米氧化銅，實現了納米材料的可控技術。但該方法通過煅燒的方法，反應溫度較高，僅能制備均一顆粒。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中納米復合材料反應條件苛刻、產物均一的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種氧化亞銅@氧化銅-石墨烯納米復合材料及其制備與應用。本發明所述方法過程簡單，安全可靠，獲得的產物純度高，且成本較低易于大規模制備；制備得到的Cu₂O@CuO-RGO多級納米復合材料在檢測二氧化氮氣體應用中具有突出優勢；通過改變反應試劑中各成分的濃度、反應時間等，便可得到具有不同形貌，不同Cu₂O/CuO比例的以及不同還原程度的GO組成的Cu₂O@CuO-RGO多級納米復合材料。

本發明的第一個目的是提供一種Cu₂O@CuO-RGO納米復合材料的制備方法，包括以下步驟，

S1、堿性條件下，將氧化石墨烯加入到氧化亞銅分散液中，得到混合液；所述氧化亞銅分散液的質量濃度為1-5mg/mL；所述堿性條件的pH為9-14；

S2、對S1步驟中所述混合液進行攪拌、反應得到所述Cu₂O@CuO-RGO納米復合材料。

在本發明的一個實施例中，在S1步驟中，所述pH的調節劑為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。

在本發明的一個實施例中，在S1步驟中，所述調節劑的摩爾濃度為0.01-1mol/L。

在本發明的一個實施例中，在S1步驟中，所述混合液中氧化石墨烯的質量濃度為0.05-5mg/mL。