一种形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法，其步骤如下：（1）在去离子水中加入硫酸铜溶液，再加入PVP，与硫酸铜溶液混合后搅拌、超声震荡，得到亮蓝色的溶液；（2）然后再依次加入柠檬酸钠溶液和碳酸钠溶液，调节溶液的pH值大于7，此时溶液的颜色变为淡蓝色；（3）将淡蓝色的溶液静置后加入葡萄糖溶液，混合后用超声波震荡，使溶液混合均匀；（4）将溶液放置在恒温水浴箱内加热，得氧化亚铜的悬浮液；（5）悬浮液用蒸馏水清洗后，用离心机离心，最后将颗粒干燥，得到微纳米氧化亚铜颗粒。本发明具有环境友好、粒径可控、且形貌均一、分散性好的优点。
【专利说明】一种形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备氧化亚铜颗粒的方法。
【背景技术】
[0002]氧化亚铜(Cu2O)是一种P型半导体材料，超细Cu2O具有奇特的光电化学性质和催化活性，可用作光电材料电池负极材料和光催化剂等。目前，制备Cu2O的方法主要有固相法、电解法、化学还原法、高能射线辐照法、水热法等。工业上一般采用电解法制备氧化亚铜，但是该方法在产品分散性、形状、粒径等质量指标以及过程控制和工业化成本等条件上存在某些缺陷，如产品纯度低、适用范围窄、摸索条件困难、难以对晶体形貌实现有效的控制、重现性差等。同时很多制备方法比较烦琐复杂。液相法因设备投资省、有利于形貌与粒度控制而得到了广泛的研究，然而很多合成工艺采用如水合脱、亚硫酸钠等一些毒性较大的物质为还原剂，环境治理成本较高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种以葡萄糖为还原剂的环境友好、粒径可控、且形貌均一、分散性好的氧化亚铜制备方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
(一)前期准备:
(1)在去离子水中加入硫酸铜，配制浓度为0.68 mol/L的硫酸铜溶液；
(2)在去离子水中加入柠檬酸钠，配制浓度为0.74 mol/L的柠檬酸钠溶液；
(3)在去离子水中加入无水碳酸钠，配制浓度为1.2 mol/L的碳酸钠溶液；
(4)在去离子水中加入葡萄糖，配制浓度为1.4 mol/L的葡萄糖溶液。
[0005](二)实验步骤如下:
(1)在5?20ml去离子水中加入0.2?5 ml硫酸铜溶液，再加入0.Γ5 gPVP，与硫酸铜溶液混合后搅拌1(T30 min，之后超声震荡5?10 min，将溶液混合均匀，得到亮蓝色的溶液；
(2)然后再依次加入0.2?5 ml柠檬酸钠溶液和0.2?5 ml碳酸钠溶液，调节溶液的pH值大于7，此时溶液的颜色变为淡蓝色；
(3)将(2)中淡蓝色的溶液静置5?30min后，加入0.2?5 ml葡萄糖溶液，混合后用超声波震荡0.5^10 min，使溶液混合均匀；
(4)将(3)中的溶液放置在恒温水浴箱内，在5(T90°C条件下加热0.5^4 h，最后可得氧化亚铜的悬浮液；
(5)将(4)中得到的悬浮液用蒸馏水清洗后，用离心机离心，最后将颗粒在4(Γ60°〇的N2气氛中干燥，即可得到微纳米氧化亚铜颗粒。
[0006]本发明具有如下优点:
(1)本发明所用的试剂均是无毒的，且用葡萄糖还原二价铜离子反应较温和；
(2)本发明所获得的产品形貌可控，从六面体、八面体、多面体、一直到球形都可获得；
(3)本发明所获得的产品粒径大小比较均匀，且可控，从200nm到5Mm均可获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为氧化亚铜颗粒XRD射线衍射图；
图2为实施例1所获得立方体氧化亚铜颗粒SEM图；
图3为实施例2所获得去角八面体氧化亚铜颗粒SEM图；
图4为实施例3所获得八面体氧化亚铜颗粒SEM图；
图5为实施例4所获得多面体氧化亚铜颗粒SEM图；
图6为实施例5所获得球体氧化亚铜颗粒SEM图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
[0009]实施例1:
(1)在8.5 ml去离子水中加入0.5 ml的硫酸铜溶液，再加入0.75 g的PVP，与铜溶液混合后，搅拌10 min，搅拌完了之后超声震荡5 min，将溶液混合均匀，得到亮蓝色的溶液；
(2)然后再依次加入0.5 ml的柠檬酸钠溶液和0.5 ml的碳酸钠溶液，调节溶液的pH值大于7，此时溶液的颜色变为淡蓝色；
(3)将(2)中淡蓝色的溶液静置10min后，加入0.5 ml的葡萄糖溶液，混合后用超声波震荡5 min，使溶液混合均匀。
[0010](4)将(3)中的溶液放置在恒温水浴箱内，在80 1:温度条件下加热I h，最后可得氧化亚铜的悬浮液。
[0011](5)将(4)中得到的悬浮液用蒸馏水清洗后，用离心机离心，最后将颗粒在40 V的N2气氛中干燥，即可得到立方体微纳米氧化亚铜颗粒(图2)。
[0012]图1为氧化亚铜颗粒X射线衍射图，图中上半部分曲线为所制得颗粒的X射线衍射图，与氧化亚铜标准卡片(下半部分曲线)峰值位置相同，可以得出所制得的颗粒为氧化亚铜。
[0013]实施例2:
(1)在8.5 ml去离子水中加入0.5 ml硫酸铜溶液，再加入3.00 g PVP,与铜溶液混合后，搅拌10 min，之后超声震荡5 min，将溶液混合均匀，得到亮蓝色的溶液；
(2)然后再依次加入0.5 ml柠檬酸钠溶液和0.5 ml碳酸钠溶液，调节溶液的pH值大于7，此时溶液的颜色变为淡蓝色；
(3)将(2)中淡蓝色的溶液静置10min后，加入0.5 ml葡萄糖溶液，混合后用超声波震荡5 min，使溶液混合均匀。
[0014](4)将(3)中的溶液放置在恒温水浴箱内，在70 °C条件下加热2 h，最后可得氧化亚铜的悬浮液。
[0015](5)将(4)中得到的悬浮液用蒸馏水清洗后，用离心机离心，最后将颗粒在60 V的N2气氛中干燥，即可得到去角八面体微纳米氧化亚铜颗粒(图3)。
[0016]实施例3:
(1)在8.5 ml去离子水中加入0.5 ml硫酸铜溶液，再加入0.75 g PVP,与铜溶液混合后，搅拌10 min，之后超声震荡5 min，将溶液混合均匀，得到亮蓝色的溶液；
(2)然后再依次加入0.5 ml柠檬酸钠溶液和0.5 ml碳酸钠溶液，调节溶液的pH值大于7，此时溶液的颜色变为淡蓝色；
(3)将(2)中淡蓝色的溶液静置10min后，加入0.5 ml葡萄糖溶液，混合后用超声波震荡5 min，使溶液混合均匀。
[0017](4)将(3)中的溶液放置在恒温水浴箱内，在60 °C条件下加热I h，最后可得氧化亚铜的悬浮液。
[0018](5)将(4)中得到的悬浮液用蒸馏水清洗后，用离心机离心，最后将颗粒在40 V的N2气氛中干燥，即可得到八面体微纳米氧化亚铜颗粒(图4)。
[0019]实施例4:
(1)在8.5 ml去离子水中加入0.5 ml硫酸铜溶液，再加入1.25 g PVP,与铜溶液混合后，搅拌10 min，之后超声震荡5 min，将溶液混合均匀，得到亮蓝色的溶液；
(2)然后再依次加入0.5 ml柠檬酸钠溶液和0.5 ml碳酸钠溶液，调节溶液的pH值大于7，此时溶液的颜色变为淡蓝色；
(3)将(2)中淡蓝色的溶液静置10min后，加入0.5 ml葡萄糖溶液，混合后用超声波震荡5 min，使溶液混合均匀。
[0020](4)将(3)中的溶液放置在恒温水浴箱内，在70 °C条件下加热2 h，最后可得氧化亚铜的悬浮液。
[0021](5)将(4)中得到的悬浮液用蒸馏水清洗后，用离心机离心，最后将颗粒在40 V的N2气氛中干燥，即可得到多面体微纳米氧化亚铜颗粒(图5)。
[0022]实施例5:
(1)在8.5 ml去离子水中加入0.5 ml硫酸铜溶液，再加入0.75 g PVP,与铜溶液混合后，搅拌10 min，之后超声震荡5 min，将溶液混合均匀，得到亮蓝色的溶液；
(2)然后再依次加入0.5 ml柠檬酸钠溶液和0.5 ml碳酸钠溶液，调节溶液的pH值大于7，此时溶液的颜色变为淡蓝色；
(3)将(2)中淡蓝色的溶液静置10min后，加入0.5 ml葡萄糖溶液，混合后用超声波震荡5 min，使溶液混合均匀。
[0023](4)将(3)中的溶液放置在恒温水浴箱内，在80 °C条件下加热0.5 h，最后可得氧化亚铜的悬浮液。
[0024](5)将(4)中得到的悬浮液用蒸馏水清洗后，用离心机离心，最后将颗粒在40 V的N2气氛中干燥，即可得到球体微纳米氧化亚铜颗粒(图6)。
【权利要求】
1.一种形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法，其特征在于所述方法步骤如下: (1)在5?20ml去离子水中加入0.2?5 ml硫酸铜溶液，再加入0.Γ5 gPVP，与硫酸铜溶液混合后搅拌1(T30 min，之后超声震荡5?10 min，将溶液混合均匀，得到亮蓝色的溶液； (2)然后再依次加入0.2?5 ml柠檬酸钠溶液和0.2?5 ml碳酸钠溶液，调节溶液的pH值大于7，此时溶液的颜色变为淡蓝色； (3)将(2)中淡蓝色的溶液静置5?30min后，加入0.2?5 ml葡萄糖溶液，混合后用超声波震荡0.5^10 min，使溶液混合均匀； (4)将(3)中的溶液放置在恒温水浴箱内，在5(T90°C条件下加热0.5^4 h，得氧化亚铜的悬浮液； (5)将(4)中得到的悬浮液用蒸馏水清洗后，用离心机离心，最后将颗粒在4(Γ60°〇的N2气氛中干燥，得到微纳米氧化亚铜颗粒。
2.根据权利要求1所述的形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法，其特征在于所述硫酸铜溶液的浓度为0.68 mol/Lo
3.根据权利要求1所述的形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法，其特征在于所述柠檬酸钠溶液的浓度为0.74 mol/L。
4.根据权利要求1所述的形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法，其特征在于所述碳酸钠溶液的浓度为1.2 mol/L。
5.根据权利要求1所述的形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法，其特征在于所述葡萄糖溶液的浓度为1.4 mol/L。
6.根据权利要求1所述的形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法，其特征在于所述微纳米氧化亚铜颗粒为六面体、八面体、多面体或球形。
7.根据权利要求1所述的形貌大小可控的微纳结构氧化亚铜颗粒制备方法，其特征在于所述微纳米氧化亚铜颗粒的粒径为200nm到5Mm。
【文档编号】B82Y30/00GK104261457SQ201410504941
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】何玉荣, 陈梅洁, 汪新智, 李浩然 申请人:哈尔滨工业大学