專利名稱：一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機(jī)功能納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種以天然聚合物改性的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
硫化銅(CuS)納米粒子是一種P型半導(dǎo)體，它具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)具有良好的可見光吸收、紅外區(qū)透過、光致發(fā)光以及大的非線性極化率等光學(xué)特性，在新型光控器件、光催化劑和光電極等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值；(2)具有高電導(dǎo)率和高能電容的特性，因此是鋰離子電池中優(yōu)良的陰極材料；(3)在溫度等于I. 6K時(shí)，表現(xiàn)出優(yōu)良的超導(dǎo)性質(zhì)，因此，它還是良好的低溫超導(dǎo)材料。此外，它還可用作高溫快離子導(dǎo)體材料、納米光開關(guān)等。硫化銅 納米粒子的物理和化學(xué)性質(zhì)與其形態(tài)和尺寸密切相關(guān)，因此制備不同形態(tài)的硫化銅對(duì)改善和提高其物理化學(xué)性質(zhì)具有很好的理論意義和研究?jī)r(jià)值。硫化銅的物理化學(xué)性質(zhì)與其尺寸和形態(tài)有著密切的關(guān)系，于是，制備形態(tài)結(jié)構(gòu)和尺寸控制成為近年來研究的熱點(diǎn)。目前，人們已經(jīng)制備了不同維數(shù)和形態(tài)的硫化銅。例如硫化銅納米線，硫化銅納米管，硫化銅納米棒，硫化銅納米盤，中空硫化銅微球，中空硫化銅
立方體等。中國(guó)專利CN100424017C介紹了六角形硫化銅納米片(盤)的制備。發(fā)明人以長(zhǎng)鏈烷基胺為表面活性劑，以二硫化碳為硫源，以甲苯為反應(yīng)溶劑，采用化學(xué)溶液法制備具有規(guī)則的六角形狀的硫化銅納米片(盤)。首先將銅鹽、硫源及長(zhǎng)鏈烷基胺溶于甲苯中，制備反應(yīng)液，然后將配制好的反應(yīng)液進(jìn)行溶劑熱處理，控制溫度及反應(yīng)時(shí)間，即可得到形貌規(guī)則的六角形硫化銅納米片(盤)。通過這種方法制備的硫化銅六角納米片(盤)的直徑約26± I. 5nm,厚度約8± I. 2nm，而且該六角納米片可以自組裝成柱狀、筏狀、層狀的納米超結(jié)構(gòu)。中國(guó)專利200610042896. 5公開了一種單分散硫化銅半導(dǎo)體納米顆粒的制備。該制備方法是以常見的銅鹽、硫化鈉及N，N- 二烷基二硫代甲酸鹽為原料，通過簡(jiǎn)便的化學(xué)反應(yīng)試劑制得了單分散硫化銅半導(dǎo)體納米顆粒。中國(guó)專利200610010288. 6公開了硫化銅納米結(jié)構(gòu)的形狀控制合成，該發(fā)明通過
調(diào)節(jié)硫化銅的合成溫度能夠提高其產(chǎn)率及實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可控制性。中國(guó)專利200510111375. 6通過在微乳液中反應(yīng)合成了星形硫化銅。該發(fā)明以新型的季銨鹽型陽離子Gemini表面活性劑形成的微乳液為模板，通過控制乳液合成條件、離心分離、干燥制得了尺寸分布窄的星形硫化銅。所制備的星形硫化銅在顏料、催化劑、苯胺黑的顏色指示劑、半導(dǎo)體材料等方面具有廣泛的應(yīng)用。中國(guó)專利200510103028. 9公開了將金屬離子與含硫化合物在堿金屬氫氧化物、脂肪酸和有機(jī)極性溶劑的混合體系中進(jìn)行反應(yīng)，得到硫化物納米粒子。該發(fā)明采用無機(jī)鹽、堿金屬氫氧化物、含硫化合物為原料，在脂肪酸、水、有機(jī)極性溶劑的混合體系中進(jìn)行反應(yīng)，即可以得到單分散納米級(jí)的硫化物粒子，所制備的硫化物納米粒子在生物標(biāo)記、分析以及太陽能電池等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
中國(guó)專利200710013063. O公開了硫化銅空心球的制備方法，先將一定量的金屬銅可溶性鹽和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于水中形成澄清的溶液，然后加入一定量的還原齊U，得到橙黃色懸浮液；再加入一定量的硫源物質(zhì)并控制反應(yīng)溫度在10-90°c、反應(yīng)時(shí)間為10分鐘至24小時(shí)即制得硫化銅空心球。中國(guó)專利200910050776. 3公開了納米硫化銅復(fù)合材料的制備，開拓了硫化銅的
應(yīng)用領(lǐng)域。以上不同形態(tài)結(jié)構(gòu)硫化銅的制備方法存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)(I)所使用的有機(jī)溶劑具有較大的毒性，對(duì)環(huán)境保護(hù)和身體健康不利；(2)合成條件要求苛刻；(3)操作復(fù)雜；(4)新穎形態(tài)的硫化銅不易得到等?？傊陨戏椒y以同時(shí)實(shí)現(xiàn)形態(tài)和尺寸可控且環(huán)境友好制備硫化銅的難題，因而發(fā)明一種過程較為簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、新穎形態(tài)的硫化銅納米結(jié)構(gòu)的制備方法顯得十分重要
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中難以制得形態(tài)和尺寸可控且對(duì)環(huán)境友好的硫化銅的難題，本發(fā)明的首要目的在于提供一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體的制備方法，該方法對(duì)環(huán)境友好無污染，且得到的CuS團(tuán)聚體形態(tài)和尺寸可控。本發(fā)明的另一目的在于提供由上述方法制備得到的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體。本發(fā)明的再一目的在于提供上述親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體的用途。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體的制備方法，是以天然聚合物為穩(wěn)定劑，將銅的前軀體和硫源依次加入到天然聚合物的溶液中反應(yīng)，在經(jīng)過離心、洗滌、干燥后制得親水性蠕蟲狀的硫化銅團(tuán)聚體；具體包括下述步驟(I)聚合物溶液的制備將天然聚合物溶于水或二甲基亞砜中，配制成質(zhì)量濃度為
O.01-1%的溶液,加熱使天然聚合物溶解；待溶液冷卻至室溫后置于0-8°C靜置12-48h，然后離心除去凝膠，如此反復(fù)2-5次除去大的凝膠顆粒后得到聚合物溶液，備用；(2)將聚合物溶液加熱至20-90°C，加入銅源溶液，攪拌反應(yīng)O. 5_24h ;再加入硫源溶液，室溫下攪拌O. 5-24h，再于30-90°C下攪拌反應(yīng)O. 5_24h (分段加熱的作用是室溫下加熱是促進(jìn)聚合物溶液的溶解，30-90°C下加熱是促進(jìn)銅源與硫源反應(yīng))，得到黑色沉淀；將黑色沉淀洗滌、干燥后即得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體；步驟(I)所述的天然聚合物優(yōu)選多糖，特別優(yōu)選殼聚糖或淀粉；所述的淀粉優(yōu)選玉米淀粉、土豆淀粉或大米淀粉；步驟(I)所述的離心是3500-8000rpm離心3_20min ；步驟(2)中，銅源與硫源的摩爾比為1:3-3:1 ;步驟(2)所述的銅源是銅的水溶性有機(jī)鹽或水溶性無機(jī)鹽，優(yōu)選氯化銅、硫酸銅、硝酸銅或醋酸銅中的一種；所述銅源溶液的濃度為O. 01-1M ；步驟(2)所述的硫源為硫代硫酸鈉、硫化鈉、硫化鉀或硫脲中的一種；所述硫源溶液的濃度為O. 01-1M ；步驟(2)所述的洗滌是用去離子水和無水乙醇分別洗滌3-10次；步驟(2)所述的干燥是在50_100°C下干燥l_24h。
由上述方法制備得到的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，直徑為20_500nm，由IO-IOOnm的硫化銅納米晶聚集組成。上述親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體可應(yīng)用于催化劑、光學(xué)設(shè)備、傳感器、鋰離子可充電電池陰極材料、超導(dǎo)體等領(lǐng)域。本發(fā)明制備親水性硫化銅的原理天然聚合物(例如淀粉)含有豐富的羥基，具有良好的親水性，同時(shí)，硫化銅可以和淀粉羥基通過氫鍵結(jié)合，因此，通過引入淀粉可以增加硫化銅的親水性。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(I)本發(fā)明采用天然聚合物為穩(wěn)定劑具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，首先，這種穩(wěn)定劑廉價(jià)易得、環(huán)境友好、安全無毒、可再生、水溶性好、自然界含量豐富；其次，與合成的聚合物和普通的小分子表面活性劑相比，反應(yīng)體系操作簡(jiǎn)單。·
(2)本發(fā)明制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的尺寸和結(jié)構(gòu)可調(diào)直徑可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)的溫度和時(shí)間等控制，操作簡(jiǎn)單。(3)本發(fā)明利用天然高分子為穩(wěn)定劑制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體豐富了天然聚合物為穩(wěn)定劑穩(wěn)定金屬離子、金屬硫化物、金屬氧化物的理論，為研究其它金屬氧化物、金屬硫化物、金屬等親水改性奠定了基礎(chǔ)。(4)本發(fā)明制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體在催化劑、光學(xué)設(shè)備、傳感器、鋰離子可充電電池陰極材料、超導(dǎo)體等應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。(5)本發(fā)明的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體作為一種優(yōu)良的光催化劑，與二氧化鈦相比，其能帶間隙低，可以吸收太陽能中的可見光，大大提高太陽能的利用率。在染料廢水處理中，本發(fā)明的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體更容易與水接觸，因此，更容易與染料結(jié)合使染料降解，從而提高硫化銅的光催化效率。(6)本發(fā)明工藝過程簡(jiǎn)單，儀器設(shè)備廉價(jià)，反應(yīng)條件溫和，能耗低，安全無污染，產(chǎn)率高，適用范圍廣，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有較好的可行性。


圖I是實(shí)施例2制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的 Μ圖。圖2是憎水性不規(guī)則硫化銅團(tuán)聚體和實(shí)施例6制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的紫外可見光吸收光譜圖；其中，a是憎水性不規(guī)則硫化銅團(tuán)聚體，b是親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體。圖3是憎水性不規(guī)則硫化銅團(tuán)聚體和實(shí)施例5制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體在靜置一定時(shí)間后的狀態(tài)圖；其中，A圖是剛配制好的硫化銅團(tuán)聚體的分散狀態(tài)，B圖是靜置2h后的硫化銅團(tuán)聚體的分散狀態(tài);A、B圖中，左邊的樣品是憎水性不規(guī)則硫化銅團(tuán)聚體，右邊的樣品是親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例I
一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，由以下步驟制備得到(I)聚合物溶液的制備將玉米淀粉溶于二甲基亞砜中，配制成質(zhì)量濃度為O. 01%的溶液，95°C加熱IOmin使玉米淀粉溶解；待溶液冷卻至室溫后置于6°C下冷凍48h，然后4000rpm離心15min,取上清,如此反復(fù)3次除去大的凝膠顆粒后得到聚合物溶液,備用；(2)取20mL聚合物溶液，加熱至20°C，加入O. 8mL O. 5M的氯化銅溶液，攪拌反應(yīng)
O.5h，生成淺藍(lán)色透明溶液；再加入O. SmL O. 5M的硫代硫酸鈉溶液，室溫下攪拌24h，再于80°C下攪拌反應(yīng)24h后得到黑色沉淀；將黑色沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗3次，再在60°C干燥10h，得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，產(chǎn)率95. 6%。 所制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的直徑為40_60nm。所制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的光催化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作在容積為150mL的玻璃夾套中倒入質(zhì)量濃度為10mg/L的甲基橙(天津市化學(xué)試劑研究所)水溶液lOOmL，外層用自來水冷卻，向其中加入O. 05g催化劑(即本實(shí)施例制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體)粉體，在暗箱中磁力攪拌吸附lh，甲基橙的降解物在催化劑表面達(dá)到吸附平衡。取5mL溶液，離心分離除去催化劑粉末，在462. 5nm處測(cè)定上層清液的吸光度c0。然后，將玻璃夾套置于高壓汞燈(250W，主波長(zhǎng)365nm，北京亞爾電光源有限公司)的右側(cè)(側(cè)液面距燈15cm處)光照6h，期間以一定的速率通入O2，反應(yīng)完畢取樣5mL，離心分離除去催化劑粉末，在462. 5nm處測(cè)定上層清液的吸光度C。甲基橙降解率為(Ctl-C)/cQX 100%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果本實(shí)施例的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的光催化降解染料甲基橙的效率為90%，比普通的硫化銅降解效率提高30%。實(shí)施例2一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，由以下步驟制備得到(I)聚合物溶液的制備將土豆淀粉溶于水中，配制成質(zhì)量濃度為O. 5%的溶液，80°C加熱I. 5h使土豆淀粉溶解；待溶液冷卻至室溫后置于8°C下冷凍24h，然后4000rpm離心15min，取上清，如此反復(fù)3次除去大的凝膠顆粒后得到聚合物溶液，備用；(2)取18. 4mL聚合物溶液，加熱至70°C，加入O. 8mL O. 5M的氯化銅溶液，攪拌反應(yīng)O. 5h，生成淺藍(lán)色透明溶液；再加入O. SmL O. 5M的硫代硫酸鈉溶液，室溫下攪拌24h，再于80°C下攪拌反應(yīng)24h后得到黑色沉淀；將黑色沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗5次，再在60°C干燥10h，得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，產(chǎn)率98. 1%。所制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的 Μ圖見圖1，由圖I可知該親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的直徑為60_90nm。本實(shí)施例制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的光催化實(shí)驗(yàn)同實(shí)施例1，測(cè)得其光催化降解染料甲基橙的效率為95%，比普通的硫化銅降解效率提高40%。實(shí)施例3一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，由以下步驟制備得到(I)聚合物溶液的制備將殼聚糖溶于二甲基亞砜中，配制成質(zhì)量濃度為0. 25%的溶液，95 °C加熱0. 5h使殼聚糖溶解；待溶液冷卻至室溫后置于4°C下冷凍12h，然后4000rpm離心IOmin,取上清,如此反復(fù)3次除去大的凝膠顆粒后得到聚合物溶液,備用；
(2)取20mL聚合物溶液，加熱至80°C，加入O. 4mL O. 5M的硝酸銅溶液，攪拌反應(yīng)
O.5h，生成淺藍(lán)色透明溶液；再加入O. 4mL O. 5M的硫化鈉溶液，室溫下攪拌10h，再于80°C下攪拌反應(yīng)24h后得到黑色沉淀；將黑色沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗6次，再在80°C干燥6h，得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，產(chǎn)率91. 2%。所制備的親水性鏈狀硫化銅團(tuán)聚體的直徑為60_80nm。本實(shí)施例制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的光催化實(shí)驗(yàn)同實(shí)施例1，測(cè)得其光催化降解染料甲基橙的效率為88%，比普通的硫化銅降解效率提高20%。實(shí)施例4一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，由以下步驟制備得到
(I)聚合物溶液的制備將殼聚糖溶于水中，配制成質(zhì)量濃度為1%的溶液，95°C加熱O. 5h使殼聚糖溶解；待溶液冷卻至室溫后置于(TC下冷凍18h，然后4000rpm離心15min，取上清，如此反復(fù)3次除去大的凝膠顆粒后得到聚合物溶液，備用；(2)取18. 4mL聚合物溶液，加熱至60°C，加入O. 8mL O. 5M的硫酸銅溶液，攪拌反應(yīng)O. 5h，生成淺藍(lán)色透明溶液；再加入O. 8mL O. 5M的硫脲溶液，室溫下攪拌24h，再于70°C下攪拌反應(yīng)6h后得到黑色沉淀；將黑色沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗3次，再在60°C干燥10h，得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，產(chǎn)率93. 5%。所制備的親水性鏈狀硫化銅團(tuán)聚體的直徑為70_90nm。本實(shí)施例制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的光催化實(shí)驗(yàn)同實(shí)施例1，測(cè)得其光催化降解染料甲基橙的效率為79%，比普通的硫化銅降解效率提高15%。實(shí)施例5一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，由以下步驟制備得到(I)聚合物溶液的制備將玉米淀粉溶于水中，配制成質(zhì)量濃度為O. 3%的溶液，95°C加熱30min使玉米淀粉溶解；待溶液冷卻至室溫后置于8°C下冷凍24h，然后4000rpm離心15min，取上清，如此反復(fù)3次除去大的凝膠顆粒后得到聚合物溶液，備用；(2)取9. 2mL聚合物溶液，加熱至60°C，加入0.8mL O. 5M的醋酸銅溶液，攪拌反應(yīng)O. 5h，生成淺藍(lán)色透明溶液；再加入O. SmL O. 5M的硫代硫酸鈉溶液，室溫下攪拌4h，再于60°C下攪拌反應(yīng)24h后得到黑色沉淀；將黑色沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗3次，再在100°C干燥2h，得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，產(chǎn)率97. 3%。所制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的直徑為50_70nm。憎水性不規(guī)則硫化銅團(tuán)聚體，由以下方法制備得到取9. 2mL蒸餾水加熱至60°C，再加入O. 8mL O. 5M的醋酸銅溶液，攪拌O. 5h，生成淺藍(lán)色透明溶液；再加入O. SmL O. 5M的硫代硫酸鈉溶液，室溫下攪拌4h，再于60°C下攪拌反應(yīng)24h后得到黑色沉淀；將黑色沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗3次，再在100°C干燥2h，得到憎水性的CuS團(tuán)聚體，產(chǎn)率95. 8%。將制備得到的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體溶于水中，將憎水性不規(guī)則硫化銅團(tuán)聚體溶于水中。靜置2h后它們的分散狀態(tài)如圖3所示，不規(guī)則硫化銅團(tuán)聚體靜置2h后即全部沉淀到瓶底，而有天然聚合物改性的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體靜置2h仍保持較好的分散狀態(tài)。本實(shí)施例制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體分散性好，不團(tuán)聚，從而與甲基橙的接觸充分，有利于甲基橙的降解。
本實(shí)施例制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的光催化實(shí)驗(yàn)同實(shí)施例1，測(cè)得其光催化降解染料甲基橙的效率為93%，比普通的硫化銅降解效率提高33%。實(shí)施例6一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，由以下步驟制備得到(I)聚合物溶液的制備將玉米淀粉溶于二甲基亞砜中，配制成質(zhì)量濃度為O. 15%的溶液，100°c加熱30min使天然聚合物溶解；待溶液冷卻至室溫后置于4°C下冷凍36h，然后4000rpm離心15min,取上清,如此反復(fù)3次除去大的凝膠顆粒后得到聚合物溶液,備用；(2)取20mL聚合物溶液，加熱至70°C，加入0.8mL O. 6M的硫酸銅溶液，攪拌反應(yīng)24h，生成淺藍(lán)色透明溶液；再加入O. SmL O. 6M的硫代硫酸鈉溶液，室溫下攪拌8h，再于55°C下攪拌反應(yīng)24h后得到黑色沉淀；將黑色沉淀用蒸餾水和無水乙醇分別洗3次，再在60°C干燥10h，得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，產(chǎn)率95. 6%。 所制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的直徑為55_70nm。所制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的紫外可見光吸收光譜圖見圖2。由圖2可以看出，本實(shí)施例的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體分別在425nm和700nm處有吸收；憎水性不規(guī)則的硫化銅團(tuán)聚體的吸收峰在400nm和675nm。本發(fā)明的親水性螺蟲狀硫化銅團(tuán)聚體其吸收峰不同于憎水性不規(guī)則的硫化銅團(tuán)聚體，說明本發(fā)明的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體對(duì)太陽光的利用效率高，有利于甲基橙的降解。本實(shí)施例制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的光催化實(shí)驗(yàn)同實(shí)施例1，測(cè)得其光催化降解染料甲基橙的效率為88%，比普通的硫化銅降解效率提高26%。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體的制備方法，其特征在于包括下述步驟 (1)將天然聚合物溶于水或二甲基亞砜中，配制成質(zhì)量濃度為O.01-1%的溶液，加熱使天然聚合物溶解；待溶液冷卻至室溫后置于0-8°C靜置12-48h，然后離心除去凝膠，如此反復(fù)2-5次后得到聚合物溶液； (2)將聚合物溶液加熱至20-90°C，加入銅源溶液，攪拌反應(yīng)O.5-24h ;再加入硫源溶液，室溫下攪拌O. 5-24h，再于30-90°C下攪拌反應(yīng)O. 5_24h，得到黑色沉淀；將黑色沉淀洗滌、干燥后即得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體； 步驟(I)所述的天然聚合物為多糖； 步驟(2)中，銅源與硫源的摩爾比為1:3-3:1 ; 步驟(2)所述的銅源是銅的水溶性有機(jī)鹽或水溶性無機(jī)鹽； 步驟(2)所述的硫源為硫代硫酸鈉、硫化鈉、硫化鉀或硫脲中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體的制備方法，其特征在于步驟(1)所述的天然聚合物為殼聚糖或淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體的制備方法，其特征在于步驟(2)所述的銅源為氯化銅、硫酸銅、硝酸銅或醋酸銅中的一種；所述銅源溶液的濃度為O.Ol-IM0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體的制備方法，其特征在于步驟(2)所述硫源溶液的濃度為O.Ol-IM0
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體的制備方法，其特征在于步驟(2)所述的洗滌是用去離子水和無水乙醇分別洗滌3-10次。
6.一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體，其特征在于是由權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法制備得到。
7.權(quán)利要求6所述的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體在催化劑、光學(xué)設(shè)備、傳感器、鋰離子可充電電池陰極材料或超導(dǎo)體中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體及其制備方法和用途，該親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體由下述步驟制備得到將天然聚合物溶于水或二甲基亞砜中，加熱使之溶解；待溶液冷卻至室溫后置于0-8℃靜置12-48h，然后離心除去凝膠，如此反復(fù)2-5次后得到聚合物溶液；將聚合物溶液加熱至20-90℃，加入銅源溶液反應(yīng)；再加入硫源溶液，分段加熱反應(yīng)，得到黑色沉淀；洗滌、干燥后得到親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體。本發(fā)明制備的親水性蠕蟲狀硫化銅團(tuán)聚體的尺寸和結(jié)構(gòu)可調(diào)直徑可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)的溫度和時(shí)間等控制，操作簡(jiǎn)單。在染料廢水處理中，本發(fā)明的親水性蠕蟲狀的CuS團(tuán)聚體更容易與水接觸，因此，更容易與染料結(jié)合使染料降解，從而提高硫化銅的光催化效率。
文檔編號(hào)B01J35/02GK102910667SQ20121040920
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者胡繼文, 李銀輝, 張干偉, 劉國(guó)軍 申請(qǐng)人:中科院廣州化學(xué)有限公司