[发明专利]一种羟基溴化铜纳米片及其制备方法

说明书

本发明的一种羟基溴化铜纳米片及其制备方法属于IB族羟基溴化物纳米材料的制备领域。首先将二水合硝酸铜固体颗粒和六次甲基四胺颗粒加入去离子水中，在磁力搅拌器中搅拌10分钟，然后加入溴化钾颗粒继续搅拌10～15分钟；将混合溶液在95～145℃下密封反应2～4小时；待其冷却至室温，将混合溶液离心清洗、烘干、研磨后得到羟基溴化铜纳米片。所述的羟基溴化铜纳米片，是以化学计量数为2:3:1的比例构成的化合物α‑Cu₂(OH)₃Br，具有层状纳米片结构。本发明的方法操作简单易行、重复性好、成本低廉、反应物毒性小；制备出样品具有产量高、纯度高等优点。

技术领域

本发明属于IB族羟基溴化物纳米材料的制备领域，特别涉及一种简单、新颖、高效的制备羟基溴化铜纳米片的方法。

背景技术

近年来纳米材料得到了越来越多的关注与应用。如：在光学材料、电子材料、磁性材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面都已得到了广泛的应用。因此，探索纳米片状结构材料新的制备方法，对于纳米领域的探索具有重要的研究意义。

随着科研技术的不断进步与发展，金属的羟基卤化物(M₂(OH)₃X)在磁学的研究领域备受关注，此类化合物合成方法一般采用水热合成法，该方法具有制备方法简单、重复性好等特点。其中M＝Cu,Co,Ni,Fe,Mn,和X＝Cl,Br,或I。致使羟基卤化铜(Cu₂(OH)₃X，X＝Cl、Br、I)的研究领域也日益增加。其中金属、羟基、卤族元素以2:3:1的化学计量数之比构成化合物M₂(OH)₃X。同族元素氟、氯、溴、碘的化学性质具有相似性，均能形成化合物羟基卤化铜。据相关报道介绍，羟基氟化铜以铜、羟基、氟分别为1:1:1化学计量数的完美比例构成化合物Cu(OH)F，属于单斜晶系，其纳米片边长200～400nm，厚度约为20～30nm，形状均一且呈薄片状。同时，羟基氯化铜也存在1:1:1的化学计量数比例构成化合物Cu(OH)Cl。羟基溴化铜、羟基氯化铜(碱式溴化铜)、羟基碘化铜大多数以化学计量数为2:3:1比例分别构成Cu₂(OH)₃Cl、Cu₂(OH)₃Br、Cu₂(OH)₃I。同时，有关合成的羟基氯化铜报道，其具有平整光滑、形状均一及薄片状的特点，Cu₂(OH)₃Cl的边长约为200～400nm,厚度约为20～30nm。不同的晶胞参数分别对应α(botallackite)、β(atacamite)、γ(clinoatacamite)三种相，其中α-Cu₂(OH)₃Cl、α-Cu₂(OH)₃Br、α-Cu₂(OH)₃I均具有磁阻挫现象，其在磁学的研究应用领域中，吸引许多研究人员对此类化合物科研兴趣。关于羟基溴化铜制备、形貌特点和相关的应用鲜有报道。文献报道，H.R.Oswa等人介绍过羟基溴化铜的晶型结构。X.G.Zheng等人研究了Cu₂(OH)₃Br在波特拉克石中的磁跃迁-结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种制备Cu₂(OH)₃Br(羟基溴化铜)纳米片的新方法，克服以往在制备过程中的产生其他副产物、化学性质不稳定及合成反应物复杂等诸多的限制；同时还提供一种利用该方法制备的Cu₂(OH)₃Br(羟基溴化铜)薄纳米片。

具体技术方案如下：