一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法技术

技术编号:24323196 阅读:37 留言:0更新日期:2020-05-29 17:20
本发明专利技术公开一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,其特征在于:所述产物铜/氧化锌的微纳米材料为黑色粉末,锌片、稀盐酸、卤化亚铜、超纯水作为原料,通过铝和卤化亚铜反应制备;本发明专利技术制备工艺简单,反应条件温和,无副产物产生,适用于工业规模化批量生产,制备获取的氧化锌微纳米材料,呈株状结构,作为半导体具有优异的性能,大大提高经济效益和社会效益,值得推广。

A simple green method for the preparation of flower like Cu / ZnO micro nano materials

【技术实现步骤摘要】
一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法
本专利技术涉及金属氧化物制备领域,尤其涉及一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法及应用。
技术介绍
氧化锌(ZnO)俗称锌白,是一种白色无机材料,II-VI族氧化物,氧化锌的禁带宽度为3.2eV,具有较低的激子结合能60meV,是一种重要的半导体材料。微纳米级氧化锌具有许多优异的性能,如压电性、生物安全性和适应性等,可应用于光、电、磁、催化等领域,因此氧化锌具有广阔的应用前景。目前制备氧化锌方法主要有物理法和化学法,物理法通常是在常温常压条件下,控制氧化锌颗粒定向生长,但是物理法制备纳米氧化锌的设备昂贵,产量较低,不易于工业化生产;而化学法相对简单并且易于加工,现有常用的化学法有微乳液法、水热法、微波合成法、溶胶-凝胶法、化学沉淀法等,微乳液法方法装置简单,易于操作,且能耗较低,但是制备过程中使用大量有机物,将会对人体和自然环境造成损害;水热法不需要高温退火处理过程,可以有效避免颗粒团聚,制备特定结构晶体,但是制备的纳米材料尺寸较小,限制其广泛应用,而且产物分散过程中容易出现大面积团聚,分散不均匀的现象;微波合成法加热快,效率高,但是常需要控制压力和温度,因此,一种简单绿色氧化锌微纳米材料的制备方法亟待解决。
技术实现思路
针对传统物理制备氧化锌材料存在的成本高、产量低、不利于推广以及化学制备方法中存在的采用大量有机物对环境造成污染以及产物尺寸小、分散不均匀等缺陷,本专利技术提供了一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,其具体方案如下:一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,其特征在于:所述产物铜/氧化锌的微纳米材料为黑色粉末,其形貌为尺寸约为200nm的花瓣组成的花状结构,锌片、稀盐酸、卤化亚铜、超纯水作为原料,通过铝和卤化亚铜反应制备一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,所述铜/氧化锌微纳米粉末复合材料的制备步骤具体如下:步骤1:利用稀盐酸浸泡30S去除锌片表面氧化物,再利用超纯水洗净锌片表面的稀盐酸;步骤2:称量定量卤化亚铜放入超纯水中,并将步骤2中锌片与其混合,置于温度20-60℃下生长3d;步骤3:待步骤2生长完成后锌片表面覆盖黑色粉末,将其洗涤、烘干,即得到铜/氧化锌微纳米材料。进一步的,所述步骤1中锌片为2*2cm2。进一步的,所述步骤2中每称取0.05g卤化亚铜,反应用超纯水量为100ml。进一步的,所述步骤2中卤化亚铜为氯化亚铜所述卤化亚铜生长温度为室温。进一步的,所述步骤2中卤化亚铜为溴化亚铜,所述溴化亚铜生长温度为40℃。进一步的,所述步骤2中卤化亚铜为碘化亚铜,所述碘化亚铜生长温度为60℃。与现有技术相比,本专利技术具有的有益效果如下:本专利技术制备工艺简单,不需要添加表面活性剂,不用加入昂贵的还原剂,常温常压下即可制备,制备过程无毒无污染,不需要特定的设备,制备过程中氯化亚铜,即氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜用于提供二价铜离子,反应条件温和,无副产物产生,工艺绿色,制备的微纳米氧化锌作为半导体材料具有优越性能,可作为催化剂可以处理工业和农业废水中存在的有机污染物对硝基苯酚,并且本专利技术制备工艺适用于工业规模化批量生产,具有良好的经济效益和社会效益,值得推广。附图说明图1为本专利技术所得到的氧化锌微纳米材料的XRD图谱。图2为本专利技术制得的氧化锌微纳米材料的SEM宏观照片,其中卤化亚铜为氯化亚铜。图3为图2氧化锌微纳米材料的SEM局部照片。图4为本发制得的氧化锌微纳米材料的SEM宏观照片,其中卤化亚铜为溴化亚铜。图5为图4氧化锌微纳米材料的SEM局部照片。图6为本专利技术制得的氧化锌微纳米材料的SEM宏观照片,其中卤化亚铜为碘化亚铜。图7为图6氧化锌微纳米材料的SEM局部照片。具体实施方式本专利技术公开了一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,其特征在于:所述产物铜/氧化锌的微纳米材料为黑色粉末,形貌为尺寸约为200nm的花瓣组成的花状结构,锌片、稀盐酸、卤化亚铜、超纯水作为原料,通过铝和卤化亚铜反应制备。作为优选方案,所述铜和氧化亚铜纳米粉末复合材料制备步骤具体如下:步骤1:利用稀盐酸浸泡30S,观察到锌片表面产生气泡立即取出,即去除锌片表面氧化物,再利用超纯水洗净锌片表面的稀盐酸;步骤2:称量定量卤化亚铜放入超纯水中,并将步骤2中锌片与其混合,置于温度20-60℃下生长3d;步骤3:待步骤2生长完成后锌片表面覆盖黑色粉末,将其洗涤、烘干,即得到花状铜/氧化锌微纳米材料。作为优选方案,所述步骤1中锌片为2*2cm2。作为优选方案,所述步骤2中每称取0.05g卤化亚铜,反应用超纯水量为100ml。作为优选方案,所述步骤2中卤化亚铜为氯化亚铜或溴化亚铜或碘化亚铜,所述卤化亚铜生长温度为室温,优选为10-25℃,所述溴化亚铜生长温度为40℃,所述碘化亚铜生长温度为60℃。实施例:实施例1:(1)将锌片裁切成2*2cm2,放入稀盐酸中浸泡30S,去除锌片表面的氧化物,再用超纯水把锌片表面的稀盐酸洗净,待用;(2)准确称量氯化亚铜0.05g,放入盛有100ml超纯水的烧杯中,并将上述步骤1中的锌片放入烧杯中,用于提供二价铜离子,并将其放在室温条件下生长;(3)待步骤2中生长3d后,观察到锌片表面覆盖有黑色粉末,用吸管吸取,将黑色粉末用超纯水8000rpm洗涤2次,再用无水乙醇离心洗涤,将得到的粉末60℃烘干,即制得花状铜/氧化锌微纳米材料。参照图1中a图谱、图2-3,可以看出:花状铜/氧化锌为花状结构,花瓣的尺寸约为200纳米。实施例2:(1)将锌片裁切成2*2cm2,放入稀盐酸中浸泡,去除锌片表面的氧化物,再用超纯水把锌片表面的稀盐酸洗净,待用;(2)准确称量溴化亚铜0.05g,放入盛有100ml超纯水的烧杯中,并将上述步骤1中的锌片放入烧杯中,将其放在40℃条件下生长;(3)待步骤2中生长3d后,观察到锌片表面覆盖有黑色粉末,将黑色粉末用超纯水8000rpm洗涤2次,再用无水乙醇离心洗涤,将得到的粉末60℃烘干即得花状铜/氧化锌微纳米材料。参照图1中b图谱、图4-5,可以看出:花状铜/氧化锌为花状结构,花瓣的尺寸约为200纳米。实施例3:(1)将锌片裁切成2*2cm2,放入稀盐酸中浸泡30S,去除锌片表面的氧化物,再用超纯水把锌片表面的稀盐酸洗净,待用;(2)准确称量碘化亚铜0.05g,放入盛有100ml超纯水的烧杯中,并将上述步骤1中的锌片放入烧杯中,将其放在60℃条件下生长;(3)待步骤2中生长3d后,观察到锌片表面覆盖有黑色粉末,将黑色粉末用超纯水8000rpm洗涤2次,再用无水乙醇离心洗涤,将得到的粉末60℃烘干即得即制得氧化锌微纳米材料。参照图1中c图谱、图6-7,可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,其特征在于:所述产物铜/氧化锌的微纳米材料为黑色粉末,其形貌为尺寸约为200nm的花瓣组成的花状结构,锌片、稀盐酸、卤化亚铜、超纯水作为原料,通过铝和卤化亚铜反应制备一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,所述铜/氧化锌微纳米粉末复合材料的制备步骤具体如下:/n步骤1:利用稀盐酸浸泡30S去除锌片表面氧化物,再利用超纯水洗净锌片表面的稀盐酸;/n步骤2:称量定量卤化亚铜放入超纯水中,并将步骤2中锌片与其混合,置于温度20-60℃下生长3d;/n步骤3:待步骤2生长完成后锌片表面覆盖黑色粉末,将其洗涤、烘干,即得到铜/氧化锌微纳米材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,其特征在于:所述产物铜/氧化锌的微纳米材料为黑色粉末,其形貌为尺寸约为200nm的花瓣组成的花状结构,锌片、稀盐酸、卤化亚铜、超纯水作为原料,通过铝和卤化亚铜反应制备一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,所述铜/氧化锌微纳米粉末复合材料的制备步骤具体如下:
步骤1:利用稀盐酸浸泡30S去除锌片表面氧化物,再利用超纯水洗净锌片表面的稀盐酸;
步骤2:称量定量卤化亚铜放入超纯水中,并将步骤2中锌片与其混合,置于温度20-60℃下生长3d;
步骤3:待步骤2生长完成后锌片表面覆盖黑色粉末,将其洗涤、烘干,即得到铜/氧化锌微纳米材料。


2.根据权利要求1所述的一种简单绿色制备花状铜/氧化锌微纳米材料的方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵宏刘点点薛慧文寇梓涵欧日昌徐淑娟杨涛尹福军刘玮炜赵斌元
申请(专利权)人:江苏海洋大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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