一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)功能微納米結(jié)構(gòu)材料的制備方法，尤其涉及一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種非常重要的具有許多特異性能的無(wú)機(jī)材料，CuO在電鍍、電子、催化、陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)對(duì)有關(guān)CuO納米結(jié)構(gòu)材料的制備已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，其中使用有機(jī)小分子實(shí)現(xiàn)對(duì)CuO納米結(jié)構(gòu)調(diào)控是一類重要方法。在這類方法中，雖然有機(jī)小分子表面活性劑(常用的表面活性劑包括有十六烷基三甲基溴化胺、乙二胺、乙二醇、丙三醇等)對(duì)控制金屬氧化物微納米結(jié)構(gòu)方面有著重要的作用，但是由于表面活性劑的引入包覆在CuO納米顆粒表面，使得所制備的CuO的活性并不能完全體現(xiàn)出來(lái)。另外，具有納米尺寸的高活性CuO容易團(tuán)聚，并且納米尺寸的CuO顆粒一旦分散在液相體系中，很難以分離。這些缺點(diǎn)使得CuO納米顆粒的推廣使用得到了一定的限制。因此，使用無(wú)小分子表面活性的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)具有納米結(jié)構(gòu)組成的CuO微米尺寸顆粒的可控制備具有十分重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單、綠色的可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)手段是:一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把銅源溶解在去離子水中形成藍(lán)色透明溶液，然后在該溶液中緩慢滴加氨水溶液，形成溶液A ；
(2)在磁力攪拌的作用下，把可溶性鹽溶解在去離子水中，形成清澈透明無(wú)色溶液B;或直接以去離子水溶液作為溶液B ;
(3)在磁力攪拌的作用下，把溶液B倒入溶液A繼續(xù)攪拌8?12min，形成混合溶液C;
(4)把溶液C置于密封容器中，設(shè)定溫度75?85°C，恒溫加熱1.5?2.5h后，取出得到的黑色沉淀物，經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇洗滌，得到黑色固體粉末；
(5)將步驟(4)黑色固體粉末在真空干燥箱中，45?55°C烘干至恒重即得到。
[0005]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中A溶液含有銅源為0.03?0.05mol/L ;所述氨水溶液為含氨25%?28%的水溶液，添加量與去離子水體積比為1:15。
[0006]進(jìn)一步的，所述步驟(2)中B溶液含有可溶性鹽為0.06?0.08mol/L。
[0007]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中銅源為一水合醋酸銅、二水合氯化銅、三水合硝酸銅或五水合硫酸銅中的一種。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟⑵中的可溶性鹽為NaCl、NaN03、Na2S04、NaAc、KCl、KN03、K2S04或KAc中的一種。
[0009]更進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的可溶性鹽為無(wú)水Na2CO3S K2CO3中的一種。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟(4)中沉淀物經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:采用在簡(jiǎn)單低溫的液相中加入無(wú)機(jī)CO32離子，實(shí)現(xiàn)了對(duì)球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的可控制備；通過(guò)此方法所制備出的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)表面不含有任何有機(jī)小分子，其所具有微米尺寸結(jié)構(gòu)使得其易于回收，具有納米尺寸的結(jié)構(gòu)使得其表現(xiàn)出高活性的納米效應(yīng)。本發(fā)明原料易得，價(jià)格成本低廉，反應(yīng)溫度低，環(huán)境幾乎無(wú)污染，無(wú)需添加表面活性劑，產(chǎn)物容易分離，所得產(chǎn)物純度高，形貌好且均一，制備工序簡(jiǎn)單，適用工業(yè)化推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合視圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的描述。
[0013]圖1為由納米片狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的1um掃描電子顯微鏡照片；
圖2為由納米片狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的Ium掃描電子顯微鏡照片；圖3為由納米刺狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的1um掃描電子顯微鏡照片；圖4為由納米刺狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的Ium掃描電子顯微鏡照片；圖5為本發(fā)明制備的CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的X射線衍射(XRD)圖譜；(a)和(b)分別是由納米片狀結(jié)構(gòu)組成的CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)和由納米刺狀結(jié)構(gòu)組成的CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的XRD圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍(lán)色透明溶液，然后在該溶液中緩慢滴加2mL氨水(含氨25%?28%的水溶液)溶液，形成溶液A ;
(2)把20mL去離子水的裝入燒杯中，該去離子水液體為B；
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液倒入A溶液后，繼續(xù)攪拌1min后形成混合溶液C;
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，放入烘箱中，在80°C溫度條件下，恒溫連續(xù)加熱2h后，取出黑色沉淀產(chǎn)物，經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，得到黑色固體粉末；
(5)將上述黑色固體粉末在真空干燥箱中50°C烘干至恒重即得到相應(yīng)產(chǎn)物。
[0015]該產(chǎn)物為具有納米片狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖1、2所示。
[0016]實(shí)施例2
一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍(lán)色透明溶液，然后在該溶液中緩慢滴加2mL氨水(含氨25%?28%的水溶液)溶液，形成溶液A ;
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol Na2CO3溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無(wú)色溶液B; (3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液倒入A溶液后，繼續(xù)攪拌1min后形成混合溶液C;
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，放入烘箱中，在80°C溫度條件下，恒溫連續(xù)加熱2h后，取出黑色沉淀產(chǎn)物，經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，得到黑色固體粉末；
(5)將上述黑色固體粉末在真空干燥箱中50°C烘干至恒重即得到相應(yīng)產(chǎn)物。
[0017]該產(chǎn)物為具有納米刺狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖3、4所示。
[0018]實(shí)施例3
一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍(lán)色透明溶液，然后在該溶液中緩慢滴加2mL氨水(含氨25%?28%的水溶液)溶液，形成溶液A ;
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol K2CO3溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無(wú)色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液倒入A溶液后，繼續(xù)攪拌1min后形成混合溶液C;
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，放入烘箱中，在80°C溫度條件下，恒溫連續(xù)加熱2h后，取出黑色沉淀產(chǎn)物，經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，得到黑色固體粉末；
(5)將上述黑色固體粉末在真空干燥箱中50°C烘干至恒重即得到相應(yīng)產(chǎn)物。
[0019]該產(chǎn)物為具有納米刺狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)。
[0020]實(shí)施例4
一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍(lán)色透明溶液，然后在改溶液中緩慢滴加2mL氨水(含氨25%?28%的水溶液)溶液，形成溶液A ;
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol NaCl溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無(wú)色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液倒入A溶液后，繼續(xù)攪拌1min后形成混合溶液C;
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，放入烘箱中，在80°C溫度條件下，恒溫連續(xù)加熱2h后，取出黑色沉淀產(chǎn)物，經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，得到黑色固體粉末；
(5)將上述黑色固體粉末在真空干燥箱中50°C烘干至恒重即得到相應(yīng)產(chǎn)物。
[0021]該產(chǎn)物為具有納米片狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)。
[0022]實(shí)施例5
一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍(lán)色透明溶液，然后在改溶液中緩慢滴加2mL氨水(含氨25%?28%的水溶液)溶液，形成溶液A ;
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol NaNO3溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無(wú)色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液倒入A溶液后，繼續(xù)攪拌1min后形成混合溶液C;
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，放入烘箱中，在80°C溫度條件下，恒溫連續(xù)加熱2h后，取出黑色沉淀產(chǎn)物，經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，得到黑色固體粉末； (5)將上述黑色固體粉末在真空干燥箱中50°C烘干至恒重即得到相應(yīng)產(chǎn)物。
[0023]該產(chǎn)物為具有納米片狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)。
[0024]實(shí)施例6
一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍(lán)色透明溶液，然后在改溶液中緩慢滴加2mL氨水(含氨25%?28%的水溶液)溶液，形成溶液A ;
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol Na2SO4溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無(wú)色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液倒入A溶液后，繼續(xù)攪拌1min后形成混合溶液C;
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，放入烘箱中，在80°C溫度條件下，恒溫連續(xù)加熱2h后，取出黑色沉淀產(chǎn)物，經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，得到黑色固體粉末；
(5)將上述黑色固體粉末在真空干燥箱中50°C烘干至恒重即得到相應(yīng)產(chǎn)物。
[0025]該產(chǎn)物為具有納米片狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)。
[0026]實(shí)施例7
一種可調(diào)控球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的制備方法包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍(lán)色透明溶液，然后在改溶液中緩慢滴加2mL氨水(含氨25%?28%的水溶液)溶液，形成溶液A ;
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol NaAc溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無(wú)色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液倒入A溶液后，繼續(xù)攪拌1min后形成混合溶液C;
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，放入烘箱中，在80°C溫度條件下，恒溫連續(xù)加熱2h后，取出黑色沉淀產(chǎn)物，經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，得到黑色固體粉末；
(5)將上述黑色固體粉末在真空干燥箱中50°C烘干至恒重即得到相應(yīng)產(chǎn)物。
[0027]該產(chǎn)物為具有納米片狀結(jié)構(gòu)組成的球狀CuO微納米分級(jí)結(jié)構(gòu)。
[0028]實(shí)施例8
當(dāng)采用和實(shí)施例7相同的制備步驟和參數(shù)時(shí)，步驟(2)中把1.4mmol NaAc溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清