[发明专利]一种氧化亚铜@二氧化锡异质核-壳多面体结构的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化亚铜@二氧化锡异质核‑壳结构多面体结构的制备方法，属于纳米材料制备的技术领域。该方法以多面体氧化亚铜为前驱物，通过配位刻蚀在其表面生长一层非晶态二氧化锡，形成具有P‑N结的氧化亚铜@二氧化锡异质核‑壳多面体结构。氧化亚铜多面体的形貌可通过调节PVP的量来调控。本发明具有工艺简单，成本低，操作简便，环境友好等优点，且所制备的氧化亚铜@二氧化锡异质核‑壳多面体不易团聚，尺寸均匀，展现出良好的气敏特性，具有潜在的气敏应用价值。

技术领域

本发明属于纳米材料制备的技术领域，具体涉及一种氧化亚铜@二氧化锡异质核-壳多面体结构的制备方法。

背景技术

设计和精细控制纳米晶体的形状一直是纳米科学，化学和物理学中最重要的问题之一，这是由于表面形态学与电子结构、键合、表面能和化学反应活性密切相关。具有不同晶体学特征的刻面具有独特的表面原子结构、重构结构和原子终止特征，这些特征与光敏,气体与化学反应性和场发射特性等方面已被证明具有相对应的关系。了解，预测和控制裸露的表面对于阐明和探索形状相关的化学和物理特性至关重要。

氧化亚铜作为一种窄带隙的p型半导体，带隙为2.17eV,已经在太阳能转换、电极材料、传感器和催化分解领域引起了相当大的关注。近年来，由于纳米材料的物理和化学特性很大程度上取决于其尺寸和形状，因此人们做出了许多努力来开发合成具有不同形态和尺寸的Cu₂O晶体，例如立方体、球体、八面体和菱形十二面体等。Huang等人通过改变添加到反应体系中的NH₂OH·HCl的量，制备了从立方到菱形十二面体的Cu₂O纳米结构(W.C.Huang,L.M.Lyu,Y.C.Yang,M.H.Huang,J.Am.Chem.Soc.134(2012)1261)；Li等人发现通过使用微波辐射的方法，可在离子液体([BMIM]BF₄)中获得花状Cu₂O结构(S.K.Li,X.Guo,Y.Wang,F.Z.Huang,Y.H.Shen,X.M.Wang,A.J.Xie,DaltonTrans.40(2011)6745)。

二氧化锡作为一种宽带隙的n型半导体(Eg＝3.6eV)，由于其化学稳定性好，耐腐蚀性强，对气体吸附脱附时间短且灵敏度高，从上世纪60年代起便作为气敏材料受到广泛的应用。由于存在异质结，复合材料通常比单一材料具有更好的传感性能，其中核-壳材料在核与壳的之间具有最大界面数和异质结而广泛用于传感研究。因此Cu₂O@SnO₂核-壳结构在传感领域有着广泛的应用。Kim等人通过静电纺丝的方法制备了Cu₂O@SnO₂核-壳纳米线(Kim,J.-H.；Lee,J.-H.；Kim,J.-Y.；Mirzaei,A.；Kim,H.W.；Kim,S.S.Journal ofHazardous Materials 2019,376,68-82)。然而以上Cu₂O@SnO₂核-壳结构种类较少，限制了其应用。

发明内容

本发明要解决的问题是，由于纳米材料的物理与化学性能与结构有关，目前Cu₂O@SnO₂核-壳结构多样性较差，较少的结构限制了其应用潜力。因此提供一种制备Cu₂O@SnO₂异质核-壳多面体的方法，丰富了核-壳结构的种类，使其暴露特定的晶面，提高潜在的应用价值。

本发明采取的具体技术方案如下：

一种Cu₂O@SnO₂异质核-壳多面体结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，将铜源溶于去离子水中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮形成溶液A；

步骤(2)，将氢氧化钠溶于去离子水中，形成溶液B；

步骤(3)，将溶液B缓慢滴加到溶液A中形成溶液C，水浴加热搅拌一定时间；