一种纳米氧化亚铜的制备方法与流程

本发明涉及一种纳米氧化亚铜的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术：

氧化亚铜作为一种p-型半导体材料，具有带隙窄、无毒等优点，现已被广泛应用于太阳能转换、电池、传感器等领域，具有广阔的应用前景。

多元醇热法是氧化亚铜的一种制备方法，利用多元醇为溶剂和还原剂，加热到一定温度还原二价铜离子制备得到纳米氧化亚铜。如公开号106315662a采用葡萄糖溶液为还原剂，加热制备得到纳米氧化亚铜，氧化亚铜也可以由乙二醇热还原制备得到（materialschemistryandphysics,2009,114:213-216；crystalgrowth&design2007,7：453-458.）,但多元醇制备得到的纳米氧化亚铜难以分离，同时多元醇的副产物复杂，一些副产物毒性较高，对环境有害。

技术实现要素：

本发明的目的是，针对多元醇热法制备纳米氧化亚铜存在的不足，提供一种纳米氧化亚铜的制备方法。

本发明实现的技术方案为，一种纳米氧化亚铜的制备方法，具体步骤如下：

（1）以可溶性铜盐为原料，加入一定量的甲醇溶液，充分搅拌；再加入一定量的碱，继续充分搅拌；

（2）将步骤（1）中得到的液体和固体转移到水热釜中，在100^oc至150^oc条件下，保持2h至12h后，冷却至室温，过滤得到砖红色的沉淀物，用蒸馏水和乙醇将沉淀物清洗干净，真空干燥，得到纳米氧化亚铜粉末。

所述可溶性铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、乙酸铜中的一种或者几种的混合物。

所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的一种或者几种的混合物。

所述可溶性铜盐中的二价铜离子与甲醇的摩尔比为1∶100-1∶5。

所述可溶性铜盐中的二价铜离子与碱的摩尔比为1∶20-1∶5。

所述真空干燥温度为30-60℃，干燥时间为：12-36h。

采用甲醇热法制备得到纳米氧化亚铜的xrd图如图2所示，在衍射角为29.6、36.4、42.3、61.3、73.5、77.3度处出现衍射峰，说明甲醇热法制备得到的物质为纳米氧化亚铜。

本发明的有益效果是，本发明通过甲醇热法制备得到纳米氧化亚铜粉末，原料廉价易得，有机产物主要为甲酸钠，未反应的甲醇及产物对应酸盐可以进行回收，生产成本低。生成的氧化亚铜易于分离和收集，制备方法和工艺过程简单，易实现工业化生产。

附图说明

图1为本发明纳米氧化亚铜的制备方法流程图；

图2为甲醇热法制备得到纳米氧化亚铜的xrd图,在衍射角为29.6、36.4、42.3、61.3、73.5、77.3度处出现衍射峰，说明甲醇热法制备得到的物质为纳米氧化亚铜。

具体实施方式

本发明具体实施方式如图1所示。

实施例1：

（1）取0.01mol五水硫酸铜，加入80ml甲醇中，充分搅拌0.5h，加入3.0gnaoh，搅拌1h。

（2）将上面得到的混合液体和固体转移至水热釜中，在烘箱中140^oc条件下保持8h，冷却至常温。

（3）反应釜中的混合液体和固体，经过滤得到砖红色固体，经水和乙醇洗涤后，40^oc真空干燥24h，得到纳米氧化亚铜粉末。

实施例2：

（1）取0.01mol乙酸铜，加入60ml甲醇中，充分搅拌0.5h，加入2.0gnaoh，搅拌1h。

（2）将上面得到的混合液体和固体转移至水热釜中，在烘箱中150^oc条件下保持2h，冷却至常温。

（3）反应釜中的混合液体和固体，经过滤得到砖红色固体，经水和乙醇洗涤后，50^oc真空干燥12h，得到纳米氧化亚铜粉末。

实施例3：

（1）取0.01mol氯化铜，加入50ml甲醇中，充分搅拌0.5h，加入1.5gnaoh，搅拌1h。

（2）将上面得到的混合液体和固体转移至水热釜中，在烘箱中130^oc条件下保持10h，冷却至常温。

（3）反应釜中的混合液体和固体，经过滤得到砖红色固体，经水和乙醇洗涤后，30^oc真空干燥36h，得到纳米氧化亚铜粉末。

实施例4：

（1）取0.01mol硝酸铜，加入40ml甲醇中，充分搅拌0.5h，加入1.0gnaoh，搅拌1h。

（2）将上面得到的混合液体和固体转移至水热釜中，在烘箱中120^oc条件下保持10h，冷却至常温。

（3）反应釜中的混合液体和固体，经过滤得到砖红色固体，经水和乙醇洗涤后，40^oc真空干燥24h，得到纳米氧化亚铜粉末。

实施例5：

（1）取0.005mol氯化铜和0.005mol硫酸铜，加入70ml甲醇中，充分搅拌0.5h，加入2.5gnaoh，搅拌1h。

（2）将上面得到的混合液体和固体转移至水热釜中，在烘箱中140^oc条件下保持8h，冷却至常温。

（3）反应釜中的混合液体和固体，经过滤得到砖红色固体，经水和乙醇洗涤后，30^oc真空干燥36h，得到纳米氧化亚铜粉末。

实施例6：

（1）取0.005mol氯化铜和0.005mol乙酸铜，加入50ml甲醇中，充分搅拌0.5h，加入1.8gnaoh，搅拌1h。

（2）将上面得到的混合液体和固体转移至水热釜中，在烘箱中130^oc条件下保持12h，冷却至常温。

（3）反应釜中的混合液体和固体，经过滤得到砖红色固体，经水和乙醇洗涤后，40^oc真空干燥30h，得到纳米氧化亚铜粉末。

实施例7：

（1）取0.005mol硝酸铜和0.005mol硫酸铜，加入50ml甲醇中，充分搅拌0.5h，加入2.4gnaoh，搅拌1h。

（2）将上面得到的混合液体和固体转移至水热釜中，在烘箱中150^oc条件下保持4h，冷却至常温。

（3）反应釜中的混合液体和固体，经过滤得到砖红色固体，经水和乙醇洗涤后，40^oc真空干燥24h，得到纳米氧化亚铜粉末。

实施例8：

（1）取0.005mol氯化铜，0.005mol硫酸铜和0.005mol乙酸铜，加入80ml甲醇中，充分搅拌0.5h，加入3.0gnaoh，搅拌1h。

（2）将上面得到的混合液体和固体转移至水热釜中，在烘箱中140^oc条件下保持12h，冷却至常温。

（3）反应釜中的混合液体和固体，经过滤得到砖红色固体，经水和乙醇洗涤后，45^oc真空干燥30h，得到纳米氧化亚铜粉末。

技术特征：

1.一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，所述方法通过甲醇热法制备得到纳米氧化亚铜，步骤如下：

（1）以可溶性铜盐为原料，加入一定量的甲醇溶液，充分搅拌；再加入一定量的碱，继续充分搅拌；

（2）将步骤（1）中得到的液体和固体转移到水热釜中，在100^oc至150^oc条件下，保持2h至12h后，冷却至室温，过滤得到砖红色的沉淀物，用蒸馏水和乙醇将沉淀物清洗干净，真空干燥，得到纳米氧化亚铜。

2.根据权利要求1所述的一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、乙酸铜中的一种或者几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的一种或者几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐中的二价铜离子与甲醇的摩尔比为1∶100-1∶5。

5.根据权利要求1所述的一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，所述铜盐中的二价铜离子与碱的摩尔比为1∶20-1∶5。

技术总结
一种纳米氧化亚铜的制备方法，步骤如下：（1）以可溶性铜盐为原料，加入一定量的甲醇溶液，充分搅拌；再加入一定量的碱，继续充分搅拌；（2）将上一步得到的液体和固体转移到水热釜中，在一定温度下，保持一段时间后，冷却至室温，过滤得到砖红色的沉淀物，用蒸馏水和乙醇将沉淀物清洗干净，真空干燥，得到纳米氧化亚铜。本发明通过甲醇热法制备得到纳米氧化亚铜粉末，原料廉价易得，有机产物主要为甲酸钠，未反应的甲醇及产物对应酸盐可以进行回收，生产成本低，易实现工业化生产。

技术研发人员：陈小平;陈泊宏;范敏
受保护的技术使用者：江西省科学院能源研究所
技术研发日：2019.10.31
技术公布日：2019.12.17