一种在导电基底上生长花状氧化铜纳米材料的制备方法技术

本发明专利技术介绍了一种在导电基底上生长花状氧化铜纳米材料的制备方法，属于无机化学和材料合成领域。本方法制备步骤主要包括：纸基平台的准备‑导电基底的制备‑前驱体溶液的处理‑花状氧化铜的生长。本方法的特点是使用纸芯片作为平台，还原氧化石墨烯作为导电基底生长上大面积的花状氧化铜纳米材料，反应条件易实现，成本低，对环境无污染等优点。该方法操作简单，且所制备的花状氧化铜具有大的比表面积，在光催化、电催化和传感器等领域具有极大的应用前景。

A preparation method of flower-like copper oxide nanomaterials grown on conductive substrates

The invention introduces a preparation method of flower-like copper oxide nanomaterials grown on conductive substrates, which belongs to the field of inorganic chemistry and material synthesis. The preparation steps of the method mainly include preparation of paper-based platforms, preparation of conductive substrates, treatment of precursor solutions and growth of flower-like copper oxide. The method is characterized by using paper chips as platforms and graphene oxide as conductive substrates to grow large areas of flower-like copper oxide nanomaterials. The reaction conditions are easy to realize, the cost is low, and the environment is not polluted. This method is simple to operate and has a large specific surface area. It has great application prospects in the fields of photocatalysis, electrocatalysis and sensors.

【技术实现步骤摘要】
一种在导电基底上生长花状氧化铜纳米材料的制备方法
本专利技术涉及纳米材料合成
，更具体地说是一种在导电基底上生长花状氧化铜纳米材料的制备方法。
技术介绍
氧化铜作为一种p型半导体材料，室温下其禁带宽度为1.7eV，具有光催化性能好、稳定性高、价格便宜等优点，已经广泛应用于光电器件、太阳能电池、光催化、生物传感等领域。另外，氧化铜具有多种不同的形态结构，并且与一维和二维纳米材料相比，三维氧化铜纳米材料具有更大的表面积、电子传递速度快、增强光吸收效率，能够具有更好的光电响应。目前，在实际应用中的氧化铜往往以纳米颗粒和纳米片为主，但由于实际应用的氧化铜纳米材料形式结构单一，存在表面积小的问题，继而影响反应效果。对于氧化铜材料的制备有多种方法，包括气相沉积法、电化学沉积法、溶胶凝胶法、微乳液法和模板法等。以上方法存在操作方法复杂，仪器昂贵，成本高等缺点，因此制备一种表面积大，采光能力强，性能优良的氧化铜是一项重要的课题。在这我们主要采用廉价且便携的纸为平台在导电基底上生长花状氧化铜纳米材料，优点包括制备过程简单，成本低，尤其是粒子的表面能低，无团聚或少团聚，而且合成的材料表面积大，性能优良。
技术实现思路
针对目前存在的问题，本专利技术提供了一种操作简单，成本低、比表面积大的导电基底上生长花状氧化铜纳米材料的制备方法。对于材料的制备，基底材料的选择尤为苛刻，而还原氧化石墨烯作为一种有着优良的导电性的材料可以很好的满足。同时还原氧化石墨烯薄膜膜层非常牢固、耐碱、耐热、耐潮湿且性能稳定，可以作为一种基底负载氧化铜产物。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种在导电基底上生长花状氧化铜纳米材料的制备方法，其特征包括以下步骤：（1）纸基平台的准备：在计算机上利用AdobeIllustratorCS6设计疏水蜡批量打印图案（20.0mm×20.0mm的正方形纸芯片的中心设计一个直径为7.0mm的圆形疏水区域），然后将裁剪好的A4滤纸放置到喷蜡打印机中，把设计好的图案打印到上面；（2）导电基底的制备：将20~30μL还原氧化石墨烯溶液滴加在（1）中制备的纸基平台的疏水区域，在室温下干燥，重复滴加三次；（3）前驱体溶液的处理：称取0.040~0.050g聚乙二醇（Mw:4000）和0.1785~0.1892g氯化铜，溶于25mL二次水，搅拌20~30min使其充分溶解并混合在一起；（4）花状氧化铜的生长：首先滴加20~30μL配置好的前驱体溶液到步骤（2）中制备的还原氧化石墨烯导电基底上，室温下干燥；然后滴加20~30μL1M的氢氧化钠溶液在其表面，使其充分接触并发生反应，生成蓝色的Cu(OH)2，室温下干燥；最后滴加20~30μL6M的水合肼溶液，在还原氧化石墨烯导电基底上生成黑色的花状氧化铜。本专利技术的有益效果：（1）该方法合成的花状氧化铜纳米材料，相比其他氧化铜材料具有更大的比表面积，有利于扩大了对光的吸收。（2）该方法以纸作为平台，成本低廉，处理方法简单。（3）该方法操作简单，反应时间短，不需要二次生长，为氧化铜纳米材料的制备奠定了基础。附图说明图1是在导电基底上生长花状氧化铜的扫描电镜图。具体实施方式因此制备一种表面积大，采光能力强，性能优良的氧化铜是一项重要的课题。实施例1（1）纸基平台的准备：在计算机上利用AdobeIllustratorCS6设计疏水蜡批量打印图案（20.0mm×20.0mm的正方形纸芯片的中心设计一个直径为7.0mm的圆形疏水区域），然后将裁剪好的A4滤纸放置到喷蜡打印机中，把设计好的图案打印到上面；（2）导电基底的制备：将20μL还原氧化石墨烯溶液滴加在（1）中制备的纸基平台的疏水区域，在室温下干燥，重复滴加三次；（3）前驱体溶液的处理：称取0.040g聚乙二醇（Mw:4000）和0.1785g氯化铜溶于25mL二次水，搅拌30min使其充分溶解并混合在一起；（4）花状氧化铜的生长：首先滴加20μL配置好的前驱体溶液到步骤（2）中制备的还原氧化石墨烯导电基底上，室温下干燥；然后滴加20μL1M的氢氧化钠溶液在其表面，使其充分接触并发生反应，生成蓝色的Cu(OH)2，室温下干燥；最后滴加20μL6M的水合肼溶液，在还原氧化石墨烯导电基底上生成黑色的花状氧化铜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.导电基底上生长花状氧化铜纳米材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）纸基平台的准备：在计算机上利用Adobe Illustrator CS6设计疏水蜡批量打印图案（20.0 mm×20.0 mm的正方形纸芯片的中心设计一个直径为7.0 mm的圆形疏水区域），然后将裁剪好的A4滤纸放置到喷蜡打印机中，把设计好的图案打印到上面；（2）导电基底的制备：将20~30 μL还原氧化石墨烯溶液滴加在（1）中制备的纸基平台的疏水区域，在室温下干燥，重复三次；（3）前驱体溶液的处理：称取0.040~0.050 g聚乙二醇（Mw: 4000）和0.1785~0.1892 g氯化铜，溶于25 mL二次水，搅拌20~30 min使其充分溶解并混合在一起；（4）花状氧化铜的生长：首先滴加20~30 μL配置好的前驱体溶液到步骤（2）中制备的导电基底上，室温下干燥；然后滴加20~30 μL 1M的氢氧化钠溶液在其表面，使其充分接触并发生反应，生成蓝色的Cu(OH)2，室温下干燥；最后滴加20~30 μL 6M的水合肼溶液，在rGO导电基底上生成黑色的花状氧化铜。

【技术特征摘要】
1.导电基底上生长花状氧化铜纳米材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）纸基平台的准备：在计算机上利用AdobeIllustratorCS6设计疏水蜡批量打印图案（20.0mm×20.0mm的正方形纸芯片的中心设计一个直径为7.0mm的圆形疏水区域），然后将裁剪好的A4滤纸放置到喷蜡打印机中，把设计好的图案打印到上面；（2）导电基底的制备：将20~30μL还原氧化石墨烯溶液滴加在（1）中制备的纸基平台的疏水区域，在室温下干燥，重复三次；（3）前驱体溶液的处理：称取0.040~0.050g聚乙二醇（Mw:4000）和0.1785~0.1892g氯化铜，溶于25mL二次水，搅拌20~30min使其充分溶解并混合在一起；（4）花状氧化铜的生长：首先滴加20~30μL配置好的前驱体溶液到步骤（2）中制备的导电基底上，室温下干燥；然后滴加20~30μL1M的氢氧化钠溶液在其表面，使其充分接触并发生反应，生成蓝色的Cu(OH)2，室温下干燥；最后滴加20~30μL6M的水合肼溶液，在rGO导电基底上生成黑色的花状氧化铜。2.根据权利要求1所述的一种在导电基底上生长花状氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：于京华，孙建丽，范伏清，葛慎光，张彦，崔康，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37