一种高指数凹面结构氧化亚铜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高指数凹面结构氧化亚铜的制备方法，以氯化铜为铜源，Zn2+为结构导向剂，铜与氢氧化钠反应配位后，经葡萄糖还原制备出含有高指数表面且具有凹面结构的氧化亚铜单晶粉末，本发明专利技术通过金属离子Zn2+的诱导进行控制制备，无需添加表面活性剂、反应条件温和、操作简便高效、可控性和重复性好，能够制备高产、单分散的且具有凹面结构和高指数晶面{332}的氧化亚铜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属氧化物新型功能材料
，具体涉及。
技术介绍
氧化亚铜由于其独特的光、电以及磁性能，在环境催化净化、光催化降解、磁性材料、传感等领域得到广泛应用。氧化亚铜因其独特的化学组成和结构特征使得其在环境净化、光化学学材料、磁性材料等方面有着不可估量的市场价值。作为功能材料，氧化亚铜的微观结构对其性能的影响多集中在粒子的微观尺度、晶型结构及其形貌，特别是表面结构的原子排布和配位情况。具有高指数晶面和凹表面结构的材料通常具有更高的低配位原子密度，比低指数晶面和凸表面结构的材料具有更加优异的物理和化学性能。国内外有关含有高指数且具有凹面结构的氧化亚铜的制备，目前仅有Xie等人报道的通过SDS有机结构导向剂合成的含高指数的凹八面结构氧化亚铜(Journal ofMaterials Chemistry A, 2013, 1 (2): 282-287.)。然而，有机结构导向剂的使用，使得所合成的材料在使用阶段需要进一步脱除，往往增加了操作工艺和生产成本。此外，为了获得更加优异的表面性能，新型晶面结构的氧化亚铜值得进一步探索。因此，开发新型简单高效的合成方法，实现不同结构的高指数氧化亚铜制备具有很高的适用价值
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供，以氯化铜为铜源，Zn2+为结构导向剂，铜与氢氧化钠反应配位后，经葡萄糖还原制备出含有高指数表面且具有凹面结构的氧化亚铜单晶粉末。本专利技术通过金属离子Zn2+的诱导进行控制制备，无需添加表面活性剂、反应条件温和、操作简便高效、可控性和重复性好，能够制备高产、单分散的且具有凹面结构和高指数晶面{332}的氧化亚铜。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:，步骤包括:I)配制15.0 37.0mmol/L的氯化铜溶液；配制10.0 26.0mmol/L的Zn2+溶液；2)将氯化铜溶液和Zn2+溶液混合，使混合溶液中Cu2+和Zn2+的物质的量比为:3.5:1 1.4:1 ；3)将浓度为62.5mmol/L 125.0 mmol /L的氢氧化钠溶液缓慢加入步骤2)中的混合溶液中，使得氯化铜与氢氧化钠物质的量比为:0.3:1、.6:1 ;4)将一定量葡萄糖加入到步骤3)中的混合溶液中溶解并混合均匀，使得氯化铜与葡萄糖的物质的量比为1.3: f 2.5:1 ；5)将步骤4)制备的混合溶液放置于6(T80°C水浴中并持续搅拌，反应3 15min ；6)将反应得到的产物用蒸馏水润洗干净、离心分离并经室温干燥，即可获得且具有凹面结构和高指数晶面的氧化亚铜的单晶粉末。所述步骤I)中配制Zn2+溶液所用锌盐选自硝酸锌、氯化锌、硫酸锌中的一种或几种。所述步骤6)中室温干燥时间为20_30h，室温温度为15_30°C。一种高指数凹面结构氧化亚铜，使用上述方法制备。本专利技术的优点在于:(I)不引入任何有机模板剂，无污染、零排放；(2)制备工艺简单，合成条件十分温和，生产成本低，容易操作；(3)所合成的高指数凹面结构氧化亚铜同时具有凹面结构和高指数表面。附图说明:图1为实施例1制备的高指数凹面结构氧化亚铜的SEM图；图2为实施例1制备的高指数凹面结构氧化亚铜的XRD具体实施方式 实施例1:取15.0mmol/L的氯化铜溶液5 mL与10.0mmol/L硝酸锌溶液5 mL混合,加入62.5mmol/L的氢氧化钠溶液4 mL,将0.0lg葡萄糖加入上述混合溶液充分溶解，放置于60°C水浴中并持续搅拌，经反应3min后，将反应得到的产物用蒸馏水润洗3飞次、离心分离并经室温20°C干燥24 h，即获得尺寸为2 2.5μπι的凹面结构和高指数晶面{332}的氧化亚铜。由图1可知，所合成的氧化亚铜为高指数凹面结构氧化亚铜。图2为其XRD晶型结构分析。实施例2:取37.0mmol/L的氯化铜溶液5 mL与15.0mmol/L氯化锌溶液5 mL混合,加入125mmol /L的氢氧化钠溶液2.5 mL，将0.02g葡萄糖加入上述混合溶液充分溶解，放置于80°C水浴中并持续搅拌，经反应15min后，将反应得到的产物用蒸馏水润洗:Γ5次、离心分离并经室温28°C干燥20 h，即获得尺寸为1.2^1.5 μ m的凹面结构和高指数晶面{332}的氧化亚铜。实施例3:取26.0mmol/L的氯化铜溶液5 mL与18.5mmol/L硫酸锌溶液5 mL混合,加入100mmol /L的氢氧化钠溶液2.5 mL，将0.0lg葡萄糖加入上述混合溶液充分溶解，放置于70°C水浴中并持续搅拌，经反应10 min后，将反应得到的产物用蒸馏水润洗3飞次、离心分离并经室温25°C干燥24 h，可获得尺寸为1.5 2.0 μ m的凹面结构和高指数晶面{332}的氧化亚铜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高指数凹面结构氧化亚铜的制备方法，步骤包括：1）配制15.0?37.0mmol/L的氯化铜溶液；配制10.0?26.0mmol/L?的Zn2+溶液；2）将氯化铜溶液和Zn2+溶液混合，使混合溶液中Cu2+和Zn2+的物质的量比为：3.5:1~1.4:1；3）将浓度为62.5mmol/L?~125.0?mmol?/L的氢氧化钠溶液缓慢加入步骤2）中的混合溶液中，使得氯化铜与氢氧化钠物质的量比为：0.3:1~0.6:1；4）将一定量葡萄糖加入到步骤3）中的混合溶液中溶解并混合均匀，使得氯化铜与葡萄糖的物质的量比为1.3:1~2.5:1；5）将步骤4）制备的混合溶液放置于60~80℃水浴中并持续搅拌，反应3~15min；6）将反应得到的产物用蒸馏水润洗干净、离心分离并经室温干燥，即可获得且具有凹面结构和高指数晶面的氧化亚铜的单晶粉末。

【技术特征摘要】
1.一种高指数凹面结构氧化亚铜的制备方法，步骤包括: 1)配制15.0-37.0mmol/L的氯化铜溶液；配制10.0-26.0mmol/L的Zn2+溶液； 2)将氯化铜溶液和Zn2+溶液混合，使混合溶液中Cu2+和Zn2+的物质的量比为:3.5:1 1.4:1 ； 3)将浓度为62.5mmol/L 125.0 mmol /L的氢氧化钠溶液缓慢加入步骤2)中的混合溶液中，使得氯化铜与氢氧化钠物质的量比为:0.3:Γθ.6:1 ； 4)将一定量葡萄糖加入到步骤3)中的混合溶液中溶解并混合均匀，使得氯化铜与葡萄糖的物质的量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁春，唐定兴，邢园园，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：