一种模板法合成Cu2O@Zn(OH)2异质结结构的方法技术

技术编号:14407688 阅读:52 留言:0更新日期:2017-01-11 18:53
本发明专利技术公开描述了一种简单模板法合成Cu2O@Zn(OH)2异质结结构纳米材料的制备方法。首先运用水浴方法合成得到三种形貌均一,结构稳定,尺寸在1μm左右的正八面体的Cu2O纳米颗粒,以之为模板,加入硫代硫酸钠后与Cu2O发生反应,同时在Cu2O的外表面生产氢氧根离子,随后加入氯化锌溶液,此时就会发生Zn2+与OH‑的反应在Cu2O的外表面形成Zn(OH)2纳米片,最后经过离心干燥,就得到了Cu2O@Zn(OH)2异质结构。本发明专利技术合成的异质结材料具有均一稳定的形貌,比表面积大,并且具有极好的催化性能,重复利用率高。本发明专利技术是一种新颖,独一的制备Cu2O@Zn(OH)2异质结的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提及的纳米材料的制备方法,尤其是简单的化学模板法合成比表面积大的Cu2O@Zn(OH)2纳米异质结的方法。
技术介绍
纳米材料和纳米结构作为21世纪最重要的新材料之一,因其具有独特的物理性能和化学性能,在很多领域都得到了应用,对未来社会经济、技术的发展都有着极大的促进作用,是促进人类社会进步的重要力量。纳米材料是指纳米粉末,或是纳米粉末经过一系列制备工艺而得到的薄膜材料或块体材料,由于随着纳米材料晶界数量大幅度增加,使得材料的强度,韧性和超塑性大为提高。这就对材料的电学,磁学,力学,光学等性能产生重要的影响。当纳米尺寸下降到一定程度后,金属离子费米面附近电子能级由准连续转变为离散能级;并且纳米半导体微粒存在的最高被占据的分子轨道能级和最低未被占据的分子轨道能级,使得能隙带变宽的现象,被称为纳米离子的量子尺寸效应。这种变化对纳米离子的各种性能都产生了很大的影响,产生了与常规材料截然不同的光、电、热、化学或力学性能。纳米技术未来的目标是按照需要,操纵原子、分子构建纳米级的具有一定功能的器件或产品。Cu2O作为半导体纳米材料的一种,它的价格优异,并且具有优良的特性,Cu2O作为p型半导体,禁带宽度2.17eV,目前在制氢、超导体、太阳能电池及光催化方面有广泛应用。对于本专利技术中,我们制备出了形貌不同的Cu2O纳米颗粒,因其形貌的不同,导致暴露不同的活性面,活性面的不同对催化性能具有很大影响,并且Cu2O作为优良的可见光催化剂,储存量大、无毒廉价。但是仍在光生载流子不稳定、容易复合等缺陷,这样就大大降低其光催化效率。通过模板法在Cu2O的外表面引入一层Zn(OH)2,这些Zn(OH)2纳米片有利于光生载流子的转移,进而导致空穴-电子的分离,光催化能力得到加强,所以制备Cu2O/Zn(OH)2异质结结构的纳米材料,可以明显克服Cu2O在光催化领域所具有的缺陷,达到增强催化效率的效果。
技术实现思路
为了克服Cu2O作为纳米光催化材料的缺陷,本专利技术的目的就是在于提供一种纳米异质结构的制备方法,制备出一种Cu2O纳米颗粒与Zn(OH)2纳米片的异质结构的纳米光催化材料,从而提高材料整体的光催化性能。为了能达到上述目的,本专利技术采用的技术方案的步骤过程如下:一种模板法合成Cu2O@Zn(OH)2异质结结构的方法,包括如下步骤:(1)将8.8g聚乙烯吡咯烷酮分散于100ml的去离子水中,再加入0.172g氯化铜,搅拌均匀,形成淡蓝色的溶液,然后加热升温到55摄氏度;(2)逐滴加入10ml浓度为2mol/L的NaOH水溶液,30min后,再向烧瓶中逐滴加入10ml浓度为0.6mol/L的抗坏血酸水溶液,最后保持在55摄氏度水浴下搅拌反应3小时,最终得到深红色的悬浮液;(3)将步骤(2)中反应得到的悬浮液经8000rpm/min离心分离8min终止反应,离心产物用水与无水乙醇的混合液(水与无水乙醇的混合液的体积比为1:1)离心洗涤,得到正八面体状Cu2O纳米颗粒,该Cu2O颗粒暴露了8个全部的{111本文档来自技高网
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一种模板法合成Cu2O@Zn(OH)2异质结结构的方法

【技术保护点】
一种模板法合成Cu2O@Zn(OH)2异质结结构的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将8.8g聚乙烯吡咯烷酮分散于100ml的去离子水中,再加入0.172g氯化铜,搅拌均匀,然后加热升温到55摄氏度;(2)逐滴加入10ml浓度为2mol/L的NaOH水溶液,30min后,再逐滴加入10ml浓度为0.6mol/L的抗坏血酸水溶液,最后保持在55摄氏度水浴下搅拌反应3小时,最终得到悬浮液;(3)将步骤(2)中反应得到的悬浮液经8000rpm/min离心分离8min终止反应,离心产物用水与无水乙醇的混合液(水与无水乙醇的混合液的体积比为1:1)离心洗涤,得到正八面体状Cu2O纳米颗粒,该Cu2O颗粒暴露了8个全部的{111}活性面。(4)将步骤(3)中得到的Cu2O纳米颗粒干燥后,称取0.02g,分散于15ml去离子水和15ml无水乙醇组成的混合溶液中,得到红色悬浮液,接着将悬浮液超声分离15min,超声功率为250W,得到分散均匀的悬浮液;将悬浮液在搅拌条件下加热升温到40摄氏度;(5)向(4)中烧杯中加入6ml浓度为1mol/L的Na2S2O3·5H2O水溶液,40摄氏度下反应15min后,再加入2ml浓度为0.12mol/L的ZnCl2水溶液,反应5min,再将此时的悬浮液经过8000rpm/min离心分离8min,即得到Cu2O@Zn(OH)2,随后再用水与无水乙醇的混合液(水与无水乙醇的混合液体积比为2:1)离心洗涤,最终得到正八面体状的Cu2O@Zn(OH)2异质结。...

【技术特征摘要】
1.一种模板法合成Cu2O@Zn(OH)2异质结结构的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将8.8g聚乙烯吡咯烷酮分散于100ml的去离子水中,再加入0.172g氯化铜,搅拌均匀,然后加热升温到55摄氏度;(2)逐滴加入10ml浓度为2mol/L的NaOH水溶液,30min后,再逐滴加入10ml浓度为0.6mol...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘爱萍吴国松沈秋平
申请(专利权)人:浙江理工大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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