[发明专利]一种银纳米立方块顶角选择性沉积氧化铜的方法及其复合材料

说明书

本发明涉及一种银纳米立方块顶角选择性沉积氧化铜的复合材料的制备方法，属于金属‑氧化物纳米复合材料制备领域。本发明所述方法以银纳米立方块为基底，然后在其棱角处沉积CuO，通过使用光沉积法来制备Ag/CuO复合材料。其主要制备步骤如下：步骤一、采用多元醇改性工艺制备银纳米立方块；步骤二、称取适量的银纳米立方块分散于去离子水中；步骤三、加入Cu前驱体溶液、空穴捕获剂，超声、搅拌混合均匀，使用对应的偶极振动峰波长处的带通滤光片在惰性气体氛围下进行光还原沉积CuO。本发明所述方法具有原料易获得，工艺简单、设备要求低、制备时间短，准确控制Cu/Ag比等优势。

技术领域

本发明涉及一种银纳米立方块顶角选择性沉积氧化铜的方法，属于金属-氧化物纳米复合材料制备技术领域。

背景技术

光催化研究是目前材料和化学研究的前沿课题，传统的光催化剂的研究已相对完善。而等离子体光催化现象的发现为拓展光催化剂的种类提供了重要参考。银纳米立方块作为等离子体材料时由于自身光学特性而备受关注。而由于银纳米立方块的局域表面等离子体共振效果，在其棱角处的热电子转移相对较为困难，因此在银纳米立方块棱角处沉积电子受体轨道非常有必要。开发银纳米立方块棱角处沉积氧化铜这样一种方法，对探究等离子体纳米复合材料的光催化应用具有重要意义。

Xia等首次研究合成了银纳米立方块，并对其合成进行了更加深入的研究，实现了不同尺寸连续可调的银纳米立方块的合成。而后来Tao等人对其吸收光谱进行了准确的描述，人们也因为银纳米立方块的特异光学吸而开始拓展银纳米立方块的应用。之后Aslam等人利用原子层沉积的方式在银纳米立方块表面沉积了一层薄薄的铂，对银纳米立方块进行了双金属结构的研究，其通过银纳米立方块的独特光学吸收产生的热电子，以铂作为助催化剂，热电子通过铂的活化，实现了CO和H₂混合气体中CO的选择性氧化。然而，关于银纳米立方块棱角处沉积CuO几乎无人报道。因此，开发一种银纳米立方块顶角选择性沉积氧化铜的方法，对等离子体与活性金属氧化物纳米复合材料的合成具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种银纳米立方块顶角选择性沉积氧化铜的方法，利用银纳米立方块的局域表面等离子共振，选择对应的波长的光能最大程度的激发银纳米立方块中的电子，采用光沉积的方法，在其顶角处沉积铜的氧化物，得到了在银纳米立方块顶角均沉积有氧化铜的复合材料。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种银纳米立方块顶角选择性沉积氧化铜的方法，其是以银纳米立方块为基底，然后在其棱角处沉积CuO，通过使用光沉积法来制备Ag/CuO复合材料。其主要制备步骤如下：

步骤一、采用多元醇改性工艺制备银纳米立方块；

步骤二、称取适量的银纳米立方块分散于水中，得到银纳米立方块的水分散液；

步骤三、将银纳米立方块分散液中加入Cu前驱体溶液、空穴捕获剂，超声、搅拌混合均匀，并调节该体系pH为6.8～7.2，然后使用银纳米立方块对应的偶极振动峰波长处的带通滤光片在惰性气体氛围下进行光还原沉积CuO，离心所得固体产物即为Ag/CuO复合材料 (银纳米立方块顶角选择性沉积氧化铜的复合材料)。该Ag/CuO复合材料中的银纳米立方块顶角沉积有氧化铜，实现在银纳米立方块顶角选择性沉积氧化铜。

按上述方案，所述银纳米立方块的尺寸约为40～55nm，偶极振动吸收峰在400nm～460nm。

按上述方案，步骤一中采用多元醇改性工艺制备银纳米立方块，其制备方法包括如下步骤：

(a)将银前驱体、聚乙烯吡咯烷酮、硫化钠水合物分别加入到多元醇中，得到各原料的多元醇溶液；