一種正十二面體氧化亞銅微納米晶的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種正十二面體氧化亞銅納米晶的制備方法，該方法通過以下方法完成：以銅鹽和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為原料，以聚乙烯吡咯啉酮為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，在聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170℃下溶劑熱反應(yīng)4～8h，對得到的磚紅色沉淀離心、洗滌和干燥就能制備得到正十二面體氧化亞銅納米材料。這種方法利用銅鹽、鹽酸羥胺為原料，同時沒有使用表面活性劑或者模板劑等有機添加劑，這些原料價格低廉易得，降低了成本。本發(fā)明還具有設(shè)備簡單，操作方便等特點，有利于實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。同時本發(fā)明制備的正十二面體氧化亞銅納米晶具有很大的比表面積，有很多活性位點，在光催化降解染料、氣敏、儲能、鋰電池等方面有潛在的應(yīng)用價值。
【專利說明】
一種正十二面體氧化亞銅微納米晶的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化亞銅的制備方法，尤其涉及一種正十二面體氧化亞銅微納米晶的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化亞銅是一種重要的無機化工原料，在涂料、玻璃、陶瓷、塑料、農(nóng)業(yè)以及工業(yè)催化等領(lǐng)域都有著廣泛的用途。在眾多的半導(dǎo)體光催化劑材料中，Cu2O具有良好的光催化性能，成為光催化領(lǐng)域新的研究方向。微納米氧化亞銅可以充分利用太陽光，無需紫外光，能耗低、效率高、節(jié)約成本，因此微納米氧化亞銅的制備成為目前研究的熱點。由于Cu2O的形貌和結(jié)構(gòu)在很大程度上影響它的物理和化學(xué)性質(zhì)，因此，合成可控形貌和結(jié)構(gòu)的微納米Cu2O已成為研究的重點。目前，已有不少關(guān)于Cu2O納米材料制備過程中控制其形貌和尺寸來優(yōu)化其相應(yīng)性質(zhì)的研究成果報道，例如科研者已經(jīng)用固相法、氣相沉積法、溶劑熱法及電化學(xué)沉積等方法制備合成出Cu2O納米線、空心球、薄膜、八面體和十二面體等形貌。然而微納米級的正十二面體氧化亞銅微納米晶卻很少有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，尋求設(shè)計一種制備分層花狀氧化亞銅納米結(jié)構(gòu)的方法，本發(fā)明提供了以銅鹽和鹽酸羥胺為原料，蒸餾水為溶劑制備正四面體氧化亞銅的方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，以氯化銅、硫酸銅或者乙酸銅為銅源，以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為還原劑，以聚乙烯吡咯啉酮為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，在聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中進行溶劑熱反應(yīng)，直接制備得到微納米級的正十二面體氧化亞銅。
[0005]本發(fā)明制備氧化亞銅正十二面體結(jié)構(gòu)的具體步驟如下:
[0006](I)將2.5mmol銅鹽、Ig PVP溶于25mL N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清；
[0007](2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)一定時間。
[0008](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。
[0009]進一步的，所述的銅鹽為氯化銅、硫酸銅和乙酸銅中的一種，反應(yīng)時間為4h、6h或8h。
[0010]本發(fā)明利用銅鹽、N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)為原料，這些原料價格低廉易得，降低了成本。本發(fā)明還具有設(shè)備簡單，操作方便等特點，有利于實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。更重要的是本發(fā)明得到了新型的正十二面體氧化亞銅具有均勻的結(jié)構(gòu)，而均勻超結(jié)構(gòu)由于具有低密度、高比表面等性質(zhì)在污水污染物吸附、儲氫、催化劑載體等方面有很廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011]圖1是實例I所制備分層花狀氧化亞銅納米材料的掃描電鏡(SEM)照片。
[0012]圖2是實例I所制備分層花狀氧化亞銅納米材料的X射線衍射圖譜。
【具體實施方式】
[0013]以下通過具體實施例用于進一步說明本發(fā)明描述的方法，但是并不意味著本發(fā)明局限于這些實施例。
[0014]實施例1:
[0015](I)將 2.5mmol 二水合氯化銅(0.4262g)、lg PVP 溶于 25mLN，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清；
[0016](2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)16h。
[0017](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。制備所得到氧化亞銅正十二面體超結(jié)構(gòu)由掃描電子顯微鏡表征，如圖1(a)是所得氧化亞銅為正十二面體結(jié)構(gòu)，正十二面體粒度為I?2.5 μ m。如圖1 (b)是正十二面體氧化亞銅超結(jié)構(gòu)的放大SEM譜圖，從圖中可以看出，正十二面體氧化亞銅結(jié)構(gòu)完整。制備所得到的正十二面體氧化亞銅納米材料由X射線衍射分析，得到為純的氧化亞銅晶體材料(圖2)。
[0018]實施例2:
[0019](I)將2.5mmol五水合硫酸銅(0.6242g)、lg PVP溶于25mL N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清；
[0020](2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)16h。
[0021](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。正十二面體粒度為
2?4 μ m0
[0022]實施例3:
[0023](I)將 2.5mmol 一水合乙酸銅(0.4991g)、lg PVP 溶于 25mL N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清；
[0024](2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)16h。
[0025](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。正十二面體粒度為
3?4.5 μ m0
[0026]實施例4:
[0027](I)將 2.5mmol 二水合氯化銅(0.4262g)、lg PVP 溶于 25mLN，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清；
[0028](2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)24h。
[0029](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。正十二面體粒度為2 ?3.5 μ m0
[0030]實施例5:
[0031](I)將2.5mmol五水合硫酸銅(0.6242g)、lg PVP溶于25mL N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清；
[0032](2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)24h。
[0033](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。正十二面體粒度為2 ?4.5 μ m0
[0034]實施例6:
[0035](I)將 2.5mmol 一水合乙酸銅(0.4991g)、lg PVP 溶于 25mL N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清；
[0036](2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)24h。
[0037](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。正十二面體粒度為2 ?4.5 μ m0
[0038]實施例7:
[0039](I)將 2.5mmol 二水合氯化銅(0.4262g)、lg PVP 溶于 25mL N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清；
[0040](2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)24h。
[0041](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。正十二面體粒度為
2?4.5 μ m0
【主權(quán)項】
1.一種正十二面體氧化亞銅微納米晶的制備方法，其包括如下步驟:(1)將2.5mmol銅鹽、Ig PVP溶于25mLN，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)，常溫下攪拌至澄清； (2)之后將上述溶液倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)一定時間。 (3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到正十二面體氧化亞銅微納米晶。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備正十二面體氧化亞銅微納米晶的方法，其特征在于所用銅鹽為硝酸銅、硫酸銅和乙酸銅中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備正十二面體氧化亞銅微納米晶的方法，其特征在于溶劑熱時間為2?6ho4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備正十二面體氧化亞銅微納米晶的方法，其特征在于所制備的正四面體氧化亞銅微納米晶結(jié)構(gòu)均一，粒徑為I?4.5 μ m。
【文檔編號】C01G3/02GK105883891SQ201410746520
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月5日
【發(fā)明人】儲德清, 楊路峰, 葛鴿
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)