[发明专利]一种PS负载氧化铜纳米棒的制备方法

说明书

本发明公开了一种PS负载氧化铜纳米棒的制备方法，以NaOH、CuCl₂和氨水为原料，充分利用Cu离子具有两性的特点，通过两步法，首先反应生成中间产物前驱体并进一步反应得到最终PS负载氧化铜纳米棒。在溶剂热反应过程中，控制表面活性剂和形貌助剂的种类及浓度，调控产物的形貌及尺寸，加入负载PS制备得到纳米级PS负载的氧化铜棒。本发明的技术方案，具有较好的制备适应性，操作简单、生产成本较低，产物在电子元器件领域也有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种制备铜化合物的方法，特别是涉及一种PS负载氧化铜纳米棒的制备方法。

背景技术

氧化铜，是一种铜的黑色氧化物，主要用于制人造丝、陶瓷、釉及搪瓷、石油脱硫剂、杀虫剂，也供制氢、催化剂、绿色玻璃等用。

随着电子技术的发展，CuO因具有较宽的禁带而得到科学家的广泛关注，同时其还具有较大的激子束缚能，在光电子器件、光催化和太阳能电池中有很大的应用前景。

氧化铜的熔点约在1025℃，在高温下具有结构稳定性和较高的化学稳定性，其在纳米尺寸下的场发射特性，进一步拓宽了在电子元器件领域的应用潜力。

据报道，目前已成功制备出各种形态各异的纳米级CuO结构，如纳米线、纳米花、纳米片、纳米棒、纳米薄膜等，其制备方法也多种多样，如水热合成法、CVD法、电镀法、薄膜生长法等。

聚苯乙烯(缩写PS)，是由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物。它是一种热塑性树脂，熔融温度在200℃左右，是生活中常见的一种塑料。

本发明在现有的水热法基础上，通过多次试验和分析，形成了中间前驱体-溶剂热法制备纳米棒CuO的一系列方法，并采用PS作为负载，制备出一种PS负载的氧化铜纳米棒，在电子元器件领域有着广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PS负载氧化铜纳米棒的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种PS负载氧化铜纳米棒的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料准备：用去离子水分别浓度为0.2-0.5mol/L的NaOH溶液、浓度为0.2-0.6mol/L的CuCl₂溶液，浓度为4-10mol/L的氨水，将PS材料研磨成粉末并过100目筛取筛下物；

(2)前驱体制备：取30mLCuCl₂溶液放置在烧杯中，将烧杯置于磁力搅拌器上，开启搅拌器，然后将NaOH溶液逐滴加入到CuCl₂溶液中，其中NaOH与CuCl₂的摩尔比为约0.8-1:1，待形成绿色絮状沉淀物时进行过滤，将得到的固体用去离子水洗涤后烘干得到前驱体；

(3)溶剂热反应：选择带有搅拌装置的反应釜，在反应釜中加入去离子水与葡萄糖，然后加入表面活性剂、形貌助剂并一直搅拌，加热至60-80℃后加入步骤(2)得到的前驱体及研磨筛分后的PS，继续搅拌10-30min后加入步骤(1)中配置的氨水，并加热到230-250℃反应1-3h，其中葡萄糖的浓度为1-5mol/L，PS用量为约3-10g；

(4)产物处理：将步骤(3)反应得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇分别洗涤3-5次，烘干得到PS负载氧化铜纳米棒。

优选地，步骤(2)中的逐滴加入速度为10-25滴/min。

优选地，步骤(3)中的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮或者聚乙烯醇，其用量为0.05-0.1mol/L。

优选地，步骤(3)中的形貌助剂为柠檬酸，其用量为0.1-0.2mol/L。