[发明专利]一种形貌可控的氧化亚铜薄膜的制备方法

说明书

本发明公开一种形貌可控的氧化亚铜薄膜的制备方法，其特征在于：所述产物氧化亚铜薄膜呈红色，以铜片、稀盐酸、超纯水、硝酸铜为原料，通过铜片和硝酸铜反应制备；本发明制备工艺简单，绿色，不需要添加表面活性剂，反应条件温和，无副产物产生，不需要特定反应设备，适用于工业规模化批量生产，本发明制备工艺实现了氧化亚铜薄膜的形貌可控，进而控制其性能，满足对氧化亚铜生产的需求，具有高价值的社会效益和经济效益，值得推广。

技术领域

本发明涉及金属氧化物制备领域，尤其涉及一种形貌可控的氧化亚铜薄膜的制备方法。

背景技术

氧化亚铜是一种重要的过渡金属氧化物，是一种典型的p型半导体，其带隙能为2.17 eV。氧化亚铜价格便宜、无毒、来源丰富，在光伏器件、光催化降解有机污染物、太阳能电池、磁存储装置等领域有广泛应用。目前，氧化亚铜薄膜的制备方法主要有电化学沉积法、化学气相沉积法、喷雾热解法、磁控溅射法等，但是这些制备工艺较难控制，需要特定的反应装置，不适合大规模制备，同时通过以上述法很难精确控制 Cu₂O 的微观形貌，由于氧化亚铜的形貌和尺寸，极大影响其材料的性能，因此本发明公开了一种制备工艺简单、实现氧化亚铜形貌可控的绿色工艺。

发明内容

针对现有电化学沉积法、化学气相沉积法、喷雾热解法、磁控溅射法等工艺存在的控制难、需要特定反应装置，不易于规模化推广生产等缺陷，因此本发明为了实现形貌易于控制、并且利用特定形貌稳定其性能的氧化亚铜的制备工艺，具体方案如下：

一种形貌可控的氧化亚铜薄膜的制备方法，其特征在于：所述产物氧化亚铜薄膜呈红色，通过控制铜离子浓度和改变阴离子得到形貌可控的氧化亚铜，该制备方法以铜片、稀盐酸、超纯水、硝酸铜为原料，通过铜片和硝酸铜反应制备。

进一步的，所述氧化亚铜薄膜制备方法具体如下：

（1）利用稀盐酸浸泡10min去除铜片表面氧化物，当铜片表面有气泡产生，表面由暗沉变为锃亮时取出停止浸泡，再利用超纯水洗净铜片表面的稀盐酸；

（2）配置两组浓度分别为5*10^-2 mol/L、5*10^-3mol/L硝酸铜溶液100ml，待用；

（3）步骤（1）中洗净的铜片放置于步骤（2）中两组硝酸铜溶液中生长1d；

（4）待步骤（3）中生长完成后，铜片表面附着红色粉末，即氧化亚铜薄膜。

进一步的，所述步骤1中铜片为1*1cm²。

进一步的，所述步骤（2）中硝酸铜溶液替换成氯化铜溶液或硫酸铜溶液。

进一步的，所述步骤（2）中生长温度为10-40℃。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

本发明制备工艺简单，绿色，不需要添加表面活性剂，不需要添加还原剂，反应条件温和，无副产物产生，不需要特定反应设备，同时基底铜片和表面的氧化亚铜结合牢固，基底铜片资源丰富，具有良好的电子运输能力，且经济实惠，薄膜可以直接作为器件使用，无需后续处理步骤，简单高效，经济价值高；适用于工业规模化批量生产，本发明制备工艺实现了氧化亚铜薄膜的形貌可控，进而控制其性能，满足对氧化亚铜生产的需求，具有高价值的社会效益和经济效益，值得推广。

附图说明

图1 本发明所制得的氧化亚铜薄膜的XRD图谱；

其中从上至下依次为浓度为5*10^-2 mol/L、5*10^-3mol/L的硝酸铜、氯化铜、硫酸铜溶液。

图2 本发明所得到的氧化亚铜薄膜的SEM扫描电镜图片；