[发明专利]一种在磷青铜表面制备氧化亚铜纳米结构的方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化亚铜的制备技术领域，特别涉及一种在磷青铜表面制备氧化亚铜纳米结构的方法。

背景技术

氧化亚铜是一种p-型半导体，由于其储量丰富、无毒、制备成本低，在很多领域具有潜在的应用。例如纳米级氧化亚铜在光电器件（R. N. Briskman, A Study of Electrodeposited Cuprous Oxide Photovoltaic Cells. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1992, 27, 361?366.）、催化（P. E. Jongh, D. Vanmaelkelbergh, J. J. Kelly, Cu₂O: a Catalyst for the Photochemical Decomposition of Water? Chem. Commun. 1999, 12, 1069?1074.）、锂离子电池(B. White, M. Yin, A. Hall, D. Le, N. Turro, Complete CO Oxidation over Cu₂O Nanoparticles Supported on Silica Gel. Nano Lett. 2006, 6, 2095?2102. )等领域有广泛的应用。通常制备纳米级氧化亚铜的方法有热氧化法(H. H. Lee, C. Lee, Y. L. Kuo, Y. W. Yen, A Novel Two-Step MOCVD for Producing Thin Copper Flms with a Mixture of Ethyl Alcohol and Water as the Additive. Thin Solid Films 2006, 498, 43?52.)、化学气相沉积法(L. S. Huang, S. G. Yang, T. Li, Y. W.Du, Y. N. Lu, S. Z. Shi, Preparation of Large-Scale Cupric Oxide Nanowires by Thermal Evaporation Method. J. Cryst. Growth 2004, 260, 130?137.)、电化学沉积法(Y. B. Ding, Y. Li, L. L. Yang, Z. Y. Li, W. H. Xin, X. Liu, L. Pan, J. P. Zhao, The Fabrication of Controlled Coral-like Cu₂O Films and Their Hydrophobic Property. Appl. Surf. Sci. 2009, 131, 2561?2569.)等。但这些方法或多或少地存在一些缺点。如：热氧化法的高温工艺会引起氧扩散和晶格膨胀而导致位错缺失、晶格畸变甚至高温分解，增加光电转换过程中载流子的复合机率而降低太阳能电池效率。化学气相沉积法需要大型设备，操作复杂，对于沉积过程中的各类参数需要严格控制，不利于大规模生产。电化学沉积的方法是一种相对简单的方法，主要优点有设备简单、操作方便、反应条件温和、适合于大规模工业生产等优点，但是这种方法也受很多因素影响，如：电流密度、有机添加剂、pH值、温度等，苛刻的条件也会影响其进一步的商业应用。尽管以上制备方法能够制备出优异的纳米级氧化亚铜，但是这些方法往往也存在着耗时、耗力、成本高昂，需要大型设备，反应条件苛刻，对温度压力比较敏感，环境不友好等缺点。因此，简单、低成本、环境友好的制备方法还是很值得期待的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在磷青铜表面制备氧化亚铜纳米结构的方法，该方法简单易行、低成本、环境友好。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种在磷青铜表面制备氧化亚铜纳米结构的方法，包括以下步骤：

（1）将清洗后的磷青铜基材浸入到水中，控温在5~60℃温度下反应1~24h；

（2）将步骤（1）反应后的磷青铜基材经氮气吹干，干燥后得到氧化亚铜纳米结构。

步骤（1）中，先用丙酮（除去磷青铜基材表面的有机物）后用稀硝酸（除去磷青铜基材表面的氧化物）清洗磷青铜基材。

步骤（2）中，步骤（1）反应后的磷青铜基材先用水清洗（除去反应过程中不可避免落入的杂质）之后再经氮气吹干。

进一步，所述磷青铜基材为磷青铜片或磷青铜网。