[發明專利]一種氧化亞銅/氧化石墨烯納米復合物的制備方法

在審

• 申請號: 202210910485.2
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN116037112A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 李龍鳳;徐蘊;周永紅;劉明珠;王運健
• 申請（專利權）人: 淮北師范大學
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J35/02;C01G1/02
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 甘善甜

本發明公開一種氧化亞銅/氧化石墨烯納米復合物的制備方法，包括以下步驟：S1：按1:6的摩爾比將二價銅鹽、醋酸鈉依次溶解在蒸餾水中，得到混合溶液A；S2：將氧化石墨烯加入到混合溶液A中，并控制氧化石墨烯與二價銅鹽的質量比為5：1，攪拌均勻，得到懸浮液B；S3：隨后將懸浮液B轉移到水熱反應釜中，密封后，在140～200℃下，進行水熱氧化還原反應，反應2～10h后，再自然冷卻、離心分離、洗滌、真空干燥，即得所述氧化亞銅/氧化石墨烯納米復合物。本發明具有制備工藝簡單，可操作性好，無污染，無副反應，產品純度高，原料易得等優點。

技術領域

本發明屬于納米復合材料合成領域，具體涉及一種氧化亞銅/氧化石墨烯納米復合物的制備方法。

背景技術

氧化亞銅是一種非常重要的無機化合物，屬于典型的p型半導體，具有獨特的光學、電學和催化性能，在催化劑、太陽能裝換、生物傳感、氣敏、磁性存儲裝置、涂料及鋰離子電池等領域有著廣泛的應用。特別，其帶隙能為2.17eV左右，能充分吸收可見光能量，屬于一種理想的可見光型光催化材料。因此，作為一種可見光活性的光催化劑，已經受到科研工作者的廣泛研究。目前，氧化亞銅的制備方法多種多樣。其中，液相還原法是制備納米氧化亞銅最常用的方法之一，通常采用抗壞血酸、葡萄糖、甲醛、水合肼、硼氫化鈉等還原劑在一定條件下還原二價銅制備氧化亞銅。這些制備方法雖然具備各自的優勢，但由于甲醛、水合肼等還原劑本身具有較大毒性，會對環境造成一定的污染，不符合綠色化學的指導思想。同時，在液相還原法中還原劑通常過量，容易發生進一步的還原副反應，反應復雜，條件不容易控制。所以研究者們一直在努力尋找綠色環保、工藝簡單的新制備方法。同時，單一氧化亞銅純相的光生電子和光生空穴的復合效率較高，制約了其可見光光催化活性，但半導體材料的復合是降低光生電子-空穴對復合的有效途徑之一。

針對現有技術中制備氧化亞銅存在的缺陷，特別是氧化亞銅納米復合材料的技術現狀，本發明旨在公開一種新的氧化亞銅-氧化石墨烯納米復合物的制備方法，在制備過程中，除了銅鹽和氧化石墨烯兩種反應原料以及介質酸堿度控制劑醋酸鈉外，不需要另外加入還原劑，工藝流程簡單，原料易得，綠色環保。此外，石墨烯作為一種二維材料，具有優異的電學光學性質和化學穩定性，因此，本發明利用石墨烯和氧化亞銅復合形成復合光催化材料，由于石墨烯優異的導電性能，有利于光生載流子的分離，進而提高復合光催化劑的光催化效率；同時，石墨烯作為載體，能有效抑制氧化亞銅的遷移生長，以便在其表面原位復合納米級氧化亞銅，通過兩種材料的協同效應及費米能級差異，進一步提高氧化亞銅復合材料的光催化性能。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種綠色環保、工藝簡單、無副反應、原料易得的氧化亞銅/氧化石墨烯納米復合物的制備方法。

本發明的技術方案概述如下：

為解決上述技術問題，本發明利用氧化石墨烯表面自帶的羥基、環氧基等基團，在水熱條件，通過水熱氧化還原反應將二價銅還原成一價銅，使氧化亞銅原位沉積在氧化石墨烯表面，并有效抑制氧化亞銅的遷移生長，得到原位沉積的納米級氧化亞銅。

一種氧化亞銅/氧化石墨烯納米復合物的制備方法，包括以下步驟：

S1：按1:6的摩爾比將二價銅鹽、醋酸鈉依次溶解在蒸餾水中，得到混合溶液A；

S2：將氧化石墨烯加入到混合溶液A中，并控制氧化石墨烯與二價銅鹽的質量比為5：1，攪拌均勻，得到懸浮液B；

S3：隨后將懸浮液B轉移到水熱反應釜中，密封后，在140～200℃下，進行水熱氧化還原反應(反應式(1))，反應2～10h后，再自然冷卻、離心分離、洗滌、真空干燥，即得所述氧化亞銅/氧化石墨烯納米復合物。

優選的是，所述二價銅鹽為硫酸銅、醋酸銅、硝酸銅中的一種或多種。

優選的是，所述混合溶液A中二價銅鹽的濃度為0.005～0.05mol/L。