一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法技术

本发明专利技术提供一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法,在未来的工业化大量应用生产显得尤为重要。该方法在制备材料中具有高效，快速，简洁等多种优秀特征，克服了沉淀反应的快速析晶导致的调控二维纳米材料的巨大挑战性，制备出二维纳米材料Cu2(OH)2SO4，本发明专利技术专利创新性的利用硫酸铜和氨水为反应剂，水为溶剂，利用氨水的低解离系数缓慢的释放出OH

A Rapid Precipitation Method for Preparing Two-Dimensional Copper Sulfate Nanosheets

【技术实现步骤摘要】
一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法
本专利技术涉及纳米材料制备
，具体涉及一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法。
技术介绍
碱式硫酸铜（Cu2(OH)2SO4）属于金属氢氧化物，因其特殊的晶体结构使其在医用杀菌以及农业上有广泛的应用。另外，其衍生氧化物使这种物质在储能、催化等领域具有广泛的潜在应用。快速大量制备此电极材料及合成离子导体材料具有广泛应用前景。尤其是，其特殊的二维结构具有定向的电子离子传导方向，强大的应力承受能力以及短的轴向离子传输路径，被认为是十分重要纳米材料分支。现有制备Cu2(OH)2SO4的方法是利用硫酸铜和氢氧化钙混合制备，该方法难以对形貌，大小，结构进行控制，且工艺复杂，杂质含量高。另外，利用尿素制备的碱式硫酸铜虽然纯度较高，但是颗粒粒径大，比表面低等劣势。并且在CuSO4溶液中滴加NaCO3进行制备,但其制备但纳米小颗粒，并不具备二维材料特征。因此，专利技术一种可以简单、快速制备二维Cu2(OH)2SO4纳米片材料的方法将在未来的工业化，以及大量应用生产尤为重要。沉淀法在制备材料中具有高效、快速、简洁等多种优秀特征。但是同时，沉淀反应的快速析晶使得制备、调控沿特定维度纳米材料：比如二维纳米材料，具有很大的挑战性。
技术实现思路
针对现有技术不足或改进需求，本专利技术提供一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法,该方法克服了沉淀反应的快速析晶导致的调控二维纳米材料的巨大挑战性，制备出二维纳米材料Cu2(OH)2SO4。本专利技术以氨水为沉淀剂，水为溶剂，利用氨水的低解离系数缓慢的释放出OH-离子，使得材料在生长过程中可以定向的按照二维方向生长。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法，其特征在于，以硫酸铜和氨水为原料，通过液相沉淀法进行合成，其具体操作步骤如下：步骤一，在25-30℃下，以质量百分比计，将70-80%硫酸铜和20-30%氨水溶解于水中，并持续搅拌10-20分钟；所述硫酸铜为浓度0.3-0.8%的水溶液；所述氨水为浓度0.09-0.11%的水溶液；步骤二，将步骤一所得混合物料用高速离心机以3500-5000r/min，分离5-10分钟，得浅蓝色沉淀物；步骤三，将步骤二所得浅蓝色沉淀物用乙醇清洗3-5次；步骤四，将步骤三所得物料在60-80℃干燥5-12小时，即得碱式硫酸铜二维纳米片。所述步骤三中所用乙醇为96%乙醇溶液。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术使用液相室温沉淀法进行材料制备，与传统水热法比较，该方法操作简单，所制备的产物形貌新颖、质量稳定。附图说明图1为实施例1中Cu2(OH)2SO4纳米片X射线衍射（XRD）图。图2为实施例1中Cu2(OH)2SO4纳米片扫描电子显微镜（SEM）测试图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的制备方法做进一步说明：实施例1：本专利技术提供一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法。本方法以硫酸铜和氨水为原料，通过液相沉淀法进行合成，其具体操作步骤如下：步骤一，在25℃下，将700g浓度为0.3%硫酸铜和300g浓度为0.09%氨水溶解于水中，并持续搅拌10分钟；步骤二，将步骤一所得混合物料用高速离心机以4000r/min，分离5分钟；步骤三，将所得浅蓝色沉淀物用96%乙醇溶液清洗3次；步骤四，将步骤三所得物料在60℃干燥10小时，即得碱式硫酸铜二维纳米片。XRD结果如图1产品结构为碱式硫酸铜，形貌如图2所示，是纳米级的片状结构，纳米片的宽度为500nm左右。实施例2：本专利技术提供一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法。本方法以硫酸铜和氨水为原料，通过液相沉淀法进行合成，其具体操作步骤如下：步骤一，在25℃下，将750g浓度为0.5%硫酸铜和250g浓度为0.10%氨水溶解于水中，并持续搅拌10分钟；步骤二，将步骤一所得混合物料用高速离心机以4000r/min，分离5分钟；步骤三，将所得浅蓝色沉淀物用96%乙醇溶液清洗3次；步骤四，将步骤三所得物料在60℃干燥10小时，即得碱式硫酸铜二维纳米片。实施例3：本专利技术提供一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法。本方法以硫酸铜和氨水为原料，通过液相沉淀法进行合成，其具体操作步骤如下：步骤一，在25℃下，将800g浓度为0.8%硫酸铜和200g浓度为0.11%氨水溶解于水中，并持续搅拌10分钟；步骤二，将步骤一所得混合物料用高速离心机以4000r/min，分离5分钟；步骤三，将所得浅蓝色沉淀物用96%乙醇溶液清洗3次；步骤四，将步骤三所得物料在60℃干燥10小时，即得碱式硫酸铜二维纳米片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法，其特征在于，以硫酸铜和氨水为原料，通过液相沉淀法进行合成，其具体操作步骤如下：步骤一，在25‑30℃下，以质量百分比计，将70‑80%硫酸铜和20‑30%氨水溶解于水中，并持续搅拌10‑20分钟；所述硫酸铜为浓度0.3‑0.8%的水溶液；所述氨水为浓度0.09‑0.11%的水溶液；步骤二，将步骤一所得混合物料用高速离心机以3500‑5000r/min，分离5‑10分钟，得浅蓝色沉淀物；步骤三，将步骤二所得浅蓝色沉淀物用乙醇清洗3‑5次；步骤四，将步骤三所得物料在60‑80℃干燥5‑12小时，即得碱式硫酸铜二维纳米片。

【技术特征摘要】
1.一种快速沉淀制备碱式硫酸铜二维纳米片的方法，其特征在于，以硫酸铜和氨水为原料，通过液相沉淀法进行合成，其具体操作步骤如下：步骤一，在25-30℃下，以质量百分比计，将70-80%硫酸铜和20-30%氨水溶解于水中，并持续搅拌10-20分钟；所述硫酸铜为浓度0.3-0.8%的水溶液；所述氨水为浓度0.09-0.11%的水溶液；步骤二，将步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：侴术雷，赖伟鸿，李用成，李东祥，李亚书，宫毅涛，
申请(专利权)人：辽宁星空钠电电池有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21