[发明专利]多种形貌碱式磷酸铜微晶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料的制备技术领域，具体地说是涉及多种形貌碱式磷酸铜的制备方法。 

背景技术

碱式磷酸铜还被命名为羟基磷酸盐，或铜基磷酸盐，分子式：Cu₂(OH)PO₄；分子量：239.07；英文名称：dicopper hydroxide phosphate；CAS No: 12158-74-6。碱式磷酸铜是一种重要的无机盐产品，广泛的应用于化工、国防、电子工业等行业。常用做环境友好的氧化反应的催化剂，在有机合成催化氧化反应中有着广泛的应用。比如中国国家知识产权局公开的CN1064647C 发明专利中，肖丰收等人以乙酸铜、磷酸和乙二胺为原料水热条件下合成碱式磷酸铜，并且利用碱式磷酸铜作为催化剂在芳烃的洁净催化氧化反应中得到了很好的应用，碱式磷酸铜催化活性高，而且易于与产物分离，易于再重复使用（参见：肖丰收等，芳烃的洁净催化氧化反应催化剂及其制备方法，CN1064647C）。在CN100513400C发明专利中，杨华武等人以氧气或空气氧化-β-紫罗兰酮，利用碱式磷酸铜作为氧化催化剂直接合成了5，6-环氧-β-紫罗兰酮，该反应具有简便、环保、选择性高等优点（参见：杨华武等，羟基磷酸酮在合成5，6-环氧-β-紫罗兰酮中的应用及合成5，6-环氧-β-紫罗兰酮的方法，CN100513400C）。制备碱式磷酸铜的传统方法工艺复杂，不能达到形貌控制合成。 

1972年，Fujishima等人在Nature上发表了利用TiO₂半导体电极光分解水制取氢气和氧气的实验结果后，半导体光催化的研究很快掀起了热潮（参见Honda K, Fujishima A. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode. Nature, 1972,238, 37-38）。TiO₂因其化学性质稳定、催化活性高、无毒、价格低廉等优点，在降解不同污染物和消灭细菌的消毒系统应用领域中被认为是最有开发潜质的光催化材料。但是TiO₂的禁带宽度(3.2 eV)较宽，光谱响应范围较窄，吸收波长主要集中在紫外光区。在光催化领域中，如何提高光催化效率，能有效吸收可见光的光催化剂成为一个研究的热点。开发新型可见光催化剂一直是光催化领域的研究热点。 

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种工艺简单，目的产物收率高，制备成本低，光谱响应范围宽，光催化效率高，分散性好，形貌可控的制备碱式磷酸铜微晶体方法。 

为达到上述目的，本发明是这样实现的。 

一种碱式磷酸铜微晶的制备方法，其将可溶性二价铜盐和可溶性磷酸盐在醇/水混合溶液中均匀溶解，搅拌并进行水热反应，即得目的产物。 

作为一种优选方案，本发明所述的可溶性二价铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜或乙酸铜中的一种或两种以上的混合物。 

作为另一种优选方案，本发明所述的可溶性磷酸盐为磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸二氢铵或磷酸二氢钾中的一种或两种以上的混合物。 

进一步地，本发明所述的醇/水混合溶液中的醇为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物，且醇/水的体积比为１∶0.1～10。 

更进一步地，本发明所述的可溶性二价铜盐的摩尔浓度为0.01～2 mol/L。 

另外，本发明所述的可溶性二价铜盐与可溶性磷酸盐的摩尔比为１∶0.1～10。 

其次，本发明所述的水热反应温度在160～230 ℃，反应时间为6～48小时。 

最后，本发明在醇/水混合溶液中均匀溶解，搅拌反应后，接续在醇/水混合溶液中进行水热反应，经过滤、洗涤、干燥即得目的产物；所述的干燥时间为2～5小时，干燥温度为30～50 ℃。 

与现有技术相比，本发明具有如下特点。 

（1）碱式磷酸铜的传统方法工艺复杂，不能达到形貌控制合成。本发明工艺路线简单，制备成本低，操作容易控制，具有较高的生产效率，通过条件溶剂的组成实现了对碱式磷酸铜微晶的形貌控制合成。 

（2）本发明制备的目的产物碱式磷酸铜微晶，其纯度高（95％～99％），杂质含量低，分散性好（通过SEM图可以看出），在可见光范围内具有光催化活性，可满足光催化应用领域对可见光催化剂产品的要求。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。