[发明专利]一种尺寸小于100nm的Cu2O纳米球的制备方法在审
申请号: | 201810159337.5 | 申请日: | 2018-02-26 |
公开(公告)号: | CN108585018A | 公开(公告)日: | 2018-09-28 |
发明(设计)人: | 孙少东;苟旭丰;梁淑华;崔杰;杨卿 | 申请(专利权)人: | 西安理工大学 |
主分类号: | C01G3/02 | 分类号: | C01G3/02;B82Y30/00;B82Y40/00 |
代理公司: | 北京国昊天诚知识产权代理有限公司 11315 | 代理人: | 杨洲 |
地址: | 710048*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 制备 纳米球 铜盐 纳米金属氧化物 制备技术领域 葡萄糖 强碱 表面活性剂 水混合溶液 液相还原法 后处理 表面形态 醇类溶剂 单分散性 纳米尺度 形状规则 反应物 活性剂 可控性 前驱体 体积比 下表面 可控 球粒 溶剂 申请 还原 调控 配置 环保 | ||
本发明提供一种尺寸小于100nm的Cu2O纳米球制备方法,属于纳米金属氧化物制备技术领域。所述制备方法,属于液相还原法,包括配置铜盐和强碱的醇‑水混合溶液、制备Cu(OH)2前驱体、葡萄糖还原Cu(OH)2制备Cu2O及后处理。本申请提供的制备方法,无需使用任何表面活性剂且重复性良好,通过对铜盐、碱和醇类溶剂的种类、溶剂体积比、反应物浓度、反应温度和反应时间的调控,可制备出单分散性良好、尺寸均匀、形状规则的Cu2O纳米球,所获得的Cu2O纳米球粒径小于100nm且表面形态可控。本申请提供的制备方法,操作简便、可控性强、成本低廉,既解决了纳米尺度下表面活性剂难以彻底清除的缺点,也满足了当下环保高效、操作简单的需求,适宜工业化生产。
技术领域
本发明涉及纳米金属氧化物制备技术领域,具体涉及一种尺寸小于100nm的Cu2O纳米球的制备方法。
背景技术
文献研究表明:材料的性能与其微观结构单元的尺寸密切相关。Cu2O的比表面积随其晶粒尺寸的减小而急剧增加,使得纳米Cu2O产生了其块体物质所不具备的特殊效应,如晶面效应和尺寸效应。
目前,纳米Cu2O已经在光催化剂、二次电池、太阳能电池和气敏传感器方面展现出一般体块Cu2O所无法比拟的优异性能。因此,制备尺寸均匀、单分散性良好、且具有纳米尺度的纯净的Cu2O粉末已经成为科研工作者的研究热点之一。
然而,目前已报道的纳米Cu2O颗粒的制备工艺中通常需要引入有机表面活性剂(例如聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵),这些有机分子的存在势必会影响Cu2O终产物的纯度,增加材料的合成成本,同时产物的尺寸通常大于100nm,影响材料的物化性能。目前关于“无添加剂条件下制备尺寸小于100nm的Cu2O纳米球”的研究尚少见文献报道。
鉴于此,开发一种能够高效合成尺寸均匀、单分散性良好、且粒径尺寸小于100nm的纯净的Cu2O纳米球的方法显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的问题是现有的Cu2O粉末的液相合成中通常需要引入有机表面活性剂,且颗粒尺寸通常大于100nm,影响最终产物的纯度和性能。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:提供一种尺寸小于100nm的Cu2O纳米球的制备方法。所述制备方法包括以下步骤:
(1):配制二价铜盐混合溶液
用水作溶剂、二价铜盐作溶质,配制二价铜盐水溶液,使Cu2+的摩尔浓度为0.1~3.0mol/L;
之后,在室温下,将上述二价铜盐水溶液与一定体积的醇类溶剂混合,得到的二价铜盐混合溶液记作溶液A;
(2):配置碱混合溶液
用水作溶剂、强碱作溶质,配制碱水溶液,所述碱水溶液中OH-与二价铜盐水溶液中Cu2+的摩尔比为1~10:1;
之后,在室温下,将上述碱水溶液与一定体积的醇类溶剂混合,得到的碱混合溶液记作溶液B;
所述醇类溶剂与步骤(1)中的醇类溶剂一致;
(3):制备Cu(OH)2前驱体
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