一种Cu-Cu2O异质结的制备方法技术

一种Cu-Cu2O异质结的制备方法，包括如下步骤：将Cu2O粉末加入到去离子水中搅拌，得到Cu2O粉末与去离子水的悬浮溶液；向悬浮溶液加入质量百分比为5％～35％的水合肼，得到Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液；在温度50～85℃下保温1～120min，得到Cu-Cu2O异质结初级产物；洗涤并干燥初级产物即可获得具有良好光催化性能的Cu-Cu2O金属-半导体异质结材料；本发明专利技术制备方法工艺简单、成本低廉，能够合成出单分散性好、具有良好光催化性能的Cu-Cu2O金属-半导体异质结材料，适合大规模生产和工业应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及异质结的制备方法，特别涉及一种Cu-Cu2O异质结的制备方法。
技术介绍
伴随着界面科学的发展，研究工作者认识到可以利用不同的物质结合成异质结构的材料，异质材料之间的接触所产生的表面和界面会使得所合成的材料具有特异的功能特性。借助异质结这一功能特性可以用来制备新型的材料和器件。随着物质尺寸的减小，材料的一些性质会发生变化，当物质的尺寸减小到微米或者纳米的时候，表面或者界面对材料的影响是非常显著的。所以说表面和界面的设计和控制是研究材料的关键因素，异质结材料是由不同的材料以一定的方式结合而成，不同材料之间所形成的界面会改变材料原来的性能，可以用来构筑功能材料或者器件。异质结材料有半导体间异质结、金属-半导体异质结、碳材料-半导体异质结和无机半导体-有机物异质结等种类，这些不同种类的异质结材料在光催化、电子传导等方面表现出来优异的性能和巨大的应用潜力。本专利技术所制备的Cu-Cu2O异质结属于金属-半导体异质结的一种。金属-半导体异质结又叫做肖特基结，这种材料的空间电荷层存在于半导体中，只有半导体能被光激发，当光激发时，从半导体越过界面进入金属的光致电子并不发生积累，而是直接形成电流，所以说金属-半导体异质结不仅具有光致电荷分离能力，还能够快速的把分离的光致电子迁移走，对空穴参与光催化反应有利。金属-半导体异质结因为优异的光催化特性已经受到越来越多的关注，目前有文献报道的金属-半导体异质结有 AuOPbS、AuiZnS, AuiCdS, Au@Ag2S、AuiCu2O, Ag-ZnO 和 Au-ZnO 等，可以看到这些材料主要围绕着贵金属材料与半导体的结合，最终得到的材料虽然具有很好的光催化等性能，但是大大提高了成本。氧化亚铜Cu2O晶体作为一种无毒的窄禁带ρ型半导体，由于自身独特物理化学性能，已经在太阳能电池、光催化降解、气敏传感器、锂离子电池负极材料、化学模板、金属-绝缘体-金属阻抗存储器领域得到了重要的应用。因此采用一种简单的方法在Cu2O表面生长出沉积上Cu颗粒，制备出的低成本的Cu-Cu2O金属半导体异质结材料是十分有必要的。现有技术中还没有一种简单的方法制备出低成本的、具有良好催化性能的Cu-Cu2O异质结材料。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种Cu-Cu2O异质结的制备方法，本专利技术制备方法工艺简单、成本低廉，能够合成出单分散性好、具有良好光催化性能的Cu-Cu2O金属-半导体异质结材料。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种Cu-Cu2O异质结的制备方法，包括以下步骤步骤1 将Cu2O粉末加入去离子水中，所加入Cu2O粉末与去离子水的质量比为1 10 1 1000，并在15 35°C下持续搅拌5 lOmin，得到Cu2O粉末与去离子水的悬浮溶液；步骤2 将质量百分比为5% 35%的水合胼(N2H4 · H2O)加入到步骤1得到的 Cu2O粉末与去离子水的悬浮溶液中，所加入水合胼与步骤(1)中加入的去离子水的体积比为1 1 1 500，并在15-35°c下持续搅拌1 5min，得到Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液；步骤3 将步骤2所得Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液在搅拌状态下加热到 50 85°C，并在此温度下保温1 120min，得到Cu-Cu2O异质结初级产物；步骤4 将步骤3所得Cu-Cu2O异质结初级产物先用无水乙醇在6000rpm转速下离心洗涤2 5次，每次离心洗涤1 5min，然后将离心洗涤后的Cu-Cu2O异质结置于真空干燥箱中干燥2 证，干燥温度为45 60°C，即得到Cu-Cu2O异质结。步骤1所述的Cu2O粉末形状为立方体、八面体、十四面体、二十六面体、五十面体或七十四面体。步骤1所述的Cu2O粉末的粒径为0. 05 5 μ m。本专利技术制备方法工艺简单、成本低廉，能够合成出单分散性好、具有良好光催化性能的Cu-Cu2O金属-半导体异质结材料，适合大规模生产和工业应用。具体实施例方式下面用实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例一本实施例Cu-Cu2O异质结的制备方法，包括以下步骤步骤1 将形状为二十六面体、粒径为3 μ m、质量为0. Ig的Cu2O粉末加入到60ml 去离子水中，并在35°C下持续搅拌5min，得到Cu2O粉末与去离子水的悬浮溶液；步骤2 将0. 6ml、质量百分比为35%的水合胼(N2H4 -H2O)加入到步骤1中的Cu2O 粉末与去离子水的悬浮溶液中，并在35°C下持续搅拌3min，得到Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液；步骤3 将步骤2所得Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液在搅拌状态下加热到 650C，并在此温度下保温lmin，得到Cu-Cu2O异质结初级产物；步骤4 将步骤3所得Cu-Cu2O异质结初级产物用无水乙醇在6000rpm转速下离心洗涤3次，每次离心洗涤2min，将离心洗涤后的Cu-Cu2O异质结置于真空干燥箱中干燥5h， 干燥温度为60°C，即可获得表面生长Cu颗粒的二十六面体Cu-Cu2O异质结。实施例二本实施例Cu-Cu2O异质结的制备方法，包括以下步骤步骤1 将形状为五十面体、粒径为5 μ m、质量为2. Og的Cu2O粉末加入到20ml去离子水中，并在25°C下持续搅拌lOmin，得到Cu2O粉末与去离子水的悬浮溶液；步骤2 将20ml、质量百分比为5%的水合胼(N2H4 · H2O)加入到步骤1中的Cu2O 粉末与去离子水的悬浮溶液中，并在25°C下持续搅拌5min，得到Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液；步骤3 将步骤2所得Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液在搅拌状态下加热到500C，并在此温度下保温120min，得到Cu-Cu2O异质结初级产物；步骤4 将步骤3所得Cu-Cu2O异质结初级产物用无水乙醇在6000rpm转速下离心洗涤5次，每次离心洗涤lmin，将离心洗涤后的Cu-Cu2O异质结置于真空干燥箱中干燥3h， 干燥温度为45°C，即可获得表面生长Cu颗粒的五十面体Cu-Cu2O异质结。实施例三本实施例Cu-Cu2O异质结的制备方法，包括以下步骤步骤1 将形状为二十六面体、粒径为3 μ m、质量为0. 2g的Cu2O粉末加入到200ml 去离子水中，并在15°C下持续搅拌8min，得到Cu2O粉末与去离子水的悬浮溶液；步骤2 将0.細1、质量百分比为25%的水合胼(N2H4 -H2O)加入到步骤1中的Cu2O 粉末与去离子水的悬浮溶液中，并在15°C下持续搅拌lmin，得到Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液；步骤3 将步骤2所得Cu2O表面生长出Cu颗粒的悬浮溶液在搅拌状态下加热到 850C，并在此温度下保温30min，得到Cu-Cu2O异质结初级产物；步骤4 将步骤3所得Cu-Cu2O异质结初级产物用无水乙醇在6000rpm转速下离心洗涤4次，每次离心洗涤2. 5min,将离心洗涤后的Cu-Cu2O异质结置于真空干燥箱中干燥 2h，干燥温度为60°C，即可获得表面生长Cu颗粒的二十六面体Cu-Cu2O异质结。实施例四本实施例Cu-Cu2O异质结的制备方法，包括以下步骤步骤1 将形状为八面体、粒径为0. 05 μ m、质量为2. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种Ｃｕ－Ｃｕ２Ｏ异质结的制备方法，包括以下步骤：步骤１：将Ｃｕ２Ｏ粉末加入去离子水中，所加入Ｃｕ２Ｏ粉末与去离子水的质量比为１∶１０～１∶１０００，并在１５～３５℃下持续搅拌５～１０ｍｉｎ，得到Ｃｕ２Ｏ粉末与去离子水的悬浮溶液；步骤２：将质量百分比为５％～３５％的水合肼（Ｎ２Ｈ４·Ｈ２Ｏ）加入到步骤１得到的Ｃｕ２Ｏ粉末与去离子水的悬浮溶液中，所加入水合肼与步骤１中加入的去离子水的体积比为１∶１～１∶５００，并在１５－３５℃下持续搅拌１～５ｍｉｎ，得到Ｃｕ２Ｏ表面生长出Ｃｕ颗粒的悬浮溶液；步骤３：将步骤２所得Ｃｕ２Ｏ表面生长出Ｃｕ颗粒的悬浮溶液在搅拌状态下加热到５０～８５℃，并在此温度下保温１～１２０ｍｉｎ，得到Ｃｕ－Ｃｕ２Ｏ异质结初级产物；步骤４：将步骤３所得Ｃｕ－Ｃｕ２Ｏ异质结初级产物先用无水乙醇在６０００ｒｐｍ转速下离心洗涤２～５次，每次离心洗涤１～５ｍｉｎ，然后将离心洗涤后的Ｃｕ－Ｃｕ２Ｏ异质结置于真空干燥箱中干燥２～５ｈ，干燥温度为４５～６０℃，即得到Ｃｕ－Ｃｕ２Ｏ异质结。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙少东，孔春才，杨志懋，宋晓平，丁秉钧，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87