[发明专利]一种Ag@Cu2

说明书

本发明涉及一种Ag@Cu₂O核壳纳米粒子及其制备方法，属于无机材料领域。该Ag@Cu₂O核壳纳米粒子由三角形Ag纳米盘(核)和Cu₂O(壳)组成。该Ag@Cu₂O核壳纳米粒子的制备方法为一种基于毛细管微反应器的连续法，具体过程如下：(1)将可溶性铜盐水溶液和碱金属氢氧化物水溶液同时通入一个具有2个入口的毛细管微反应器，在一定停留时间下反应；(2)反应物料从毛细管微反应器出口流出后，直接进入一个具有3个入口的毛细管微反应器，该毛细管微反应器的另外两个入口分别通入抗坏血酸水溶液和含单分散三角形Ag纳米盘的水溶液；(3)反应物料从毛细管微反应器流出后，经过离心、洗涤、干燥，最终制备得到Ag@Cu₂O核壳纳米粒子。本发明具有过程连续、工艺简单、水相体系、反应条件温和、重复性好等优点。

技术领域

本发明属于无机材料领域，涉及一种Ag@Cu₂O核壳纳米粒子及其制备方法。

背景技术

氧化亚铜作为一种对可见光响应的p型半导体材料，因其具有无毒、原料来源广泛、制备工艺简单、生产成本低廉等优点，引起了人们极大的研究兴趣。与常见的光催化剂TiO₂相比，氧化亚铜禁带宽度仅为2.2eV，吸收波长为563nm的光子即可被激发。因此，以氧化亚铜为催化剂可直接利用可见光催化降解有机污染物。然而，在光催化降解有机物过程中，氧化亚铜表面光激发的光致电子与空穴十分容易复合湮灭，大大降低了光催化效率。为了提高光催化效率，减小光致电子与空穴的复合几率，最有效的方法之一为将贵金属与氧化亚铜复合，形成贵金属-氧化亚铜异质结构。由于贵金属的费米能级低于氧化亚铜，在氧化亚铜导带上产生的光致电子将向贵金属表面转移，从而有效阻止了光致电子与空穴的复合湮灭。在所有贵金属中， Ag由于相对低廉的价格和极强的局域表面等离子体共振效应，常常被用来与氧化亚铜复合，从而提高其光催化性能。

目前关于Ag-Cu₂O纳米复合材料的研究大多集中在以Cu₂O为核、Ag为壳的Cu₂O@Ag核壳结构。Zhang等人的研究“Photocatalytic performance of Cu₂O and Ag-Cu₂Ocomposite octahedral prepared by a propanetriol-reduced process,Appl.Phys.A-Mater.,2014, 117:2189-2196”，在水-丙三醇双相体系中，以尿素为还原剂还原醋酸铜，同时加入适量的硝酸银，在180℃的条件下水热10小时，得到 Ag-Cu₂O八面体纳米粒子。该方法为间歇式操作，温度高，能耗大，耗时长，而且采用油相，使得后续分离繁琐，限制了该方法的广泛应用。

Chu等人的研究“One-step hydrothermal synthesis of Ag/Cu₂Oheterogeneous nanostructures over Cu foil and their SERS applications, RSCAdv.,2014,4:6055”，将铜箔浸入AgNO₃溶液中，在120度下煅烧12小时，合成Cu₂O@Ag核壳结构纳米粒子。该方法为间歇式操作，合成的Cu₂O@Ag核壳结构纳米粒子中会有Cu残留，造成产品不纯。此外，同样存在合成温度高、反应时间长、能耗大等问题。