[发明专利]一种球形Cu2O多孔吸附材料的常温制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种球形Cu₂O多孔吸附材料的常温制备方法。

背景技术

Cu₂O是一种典型的p型半导体材料。研究表明纳米尺度Cu₂O具有独特的光学性能、电学性能和化学稳定性。优良的性能使其在工业生产和科研等领域都具有应用潜力，特别是在可见光催化、气敏传感器、生物医学以及太阳能电池等方面显示出了诱人的应用前景，因此被认为是最有应用前途的半导体纳米材料之一。由于Cu₂O纳米材料的性能与其形貌和结构密切相关，因此新颖Cu₂O纳米结构材料的制备与应用研究具有非常重要的意义。

Cu₂O纳米材料的制备方法很多，主要有固相法、液相法和气相法三种。固相法主要包括烧结法和低温固相法。液相法主要包括水解法、化学沉淀法、电化学法、溶胶凝胶法和辐照还原法。气相法中应用较多的有化学气相沉积法、喷雾热解法等。这些制备方法中，很多由于工艺路线复杂或有机原料的成本较高、设备昂贵以及较高的温度等因素使工业化生产受到限制。并且大多数方法中为了合成尺寸小的Cu₂O纳米粒子必须使用有机保护剂，但是这些有机保护剂的使用不仅给样品的后处理带来麻烦，而且还会对环境造成一定的污染。因此，用简单温和的方法合成纳米尺度氧化亚铜是推动其工业化的第一步。中国专利CN102167388A公开了一种纳米氧化亚铜的制备方法，步骤如下：1.将铜盐和有机保护剂溶解于溶剂中，逐渐升温至20-70℃，温度稳定后将还原剂加入反应体系中，之后持续搅拌反应20-30分钟后，逐渐冷却。2.将冷却的溶液静置后离心，接着依次用乙醇和去离子水和丙酮反复洗涤数次，即可得到稳定的氧化亚铜。此发明体系中使用了难以除去的有机保护剂，不仅导致产物的纯度降低，而且导致洗涤次数增加，且需要使用有毒的丙酮洗涤除去有机保护剂，从而给环境造成了污染和增加了成本，因而难以大规模生产。

发明内容

基于以上不足之处，本发明公开一种球形Cu₂O多孔吸附材料的常温制备方法，如下：一种球形Cu₂O多孔吸附材料的常温制备方法，如下：配置浓度为0.1mol/l的NaOH溶液，再称取一定量醋酸铜、硝酸铜或硫酸铜，溶于一定体积的上述NaOH溶液中，铜离子与氢氧化钠的物质的量之比为1∶2～1∶3，之后立即有蓝色Cu(OH)₂沉淀生成；然后在搅拌下加入一定量的抗坏血酸，铜离子与抗坏血酸的物质的量之比为1∶1～1∶3，常温常压下搅拌反应后离心分离出沉淀物，依次用去离子水和无水乙醇分别洗涤多次，在真空干燥箱中干燥烘干。

本发明还具有如下技术特征：

1、所述的常温常压下搅拌反应时间为5～15min。

2、所述的在真空干燥箱中干燥烘干10小时。

本方法制备的Cu₂O多孔纳米球形貌均一，纯度高，粒径约为400nm，组成其的小粒子的粒径只有15nm左右。本方法具有对反应设备要求低，工艺简单，产率高，成本低，重复性好且环境友好，节约能源，无污染和适于工业化生产等特点。是合成高质量Cu₂O多孔纳米球的一个切实可行的途径。

附图说明

图1为合成的Cu₂O多孔纳米球的XRD图；

图2为合成的Cu₂O多孔纳米球的低倍扫描电镜照片；

图3为合成的Cu₂O多孔纳米球的高倍扫描电镜照片；

图4为样品的透射电镜照片；

图5为不同用量的Cu₂O多孔纳米球吸附剂随着吸附时间的延长在甲基橙溶液中的吸附率图；

图6为Cu₂O多孔纳米球重复使用5次的吸附效果图。

具体实施方式