[发明专利]氧化铜纳米带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体的是涉及一种氧化铜纳米带及其制备方法。

背景技术

由于在催化、光分解、电磁材料等功能材料领域得到广泛的应用，过渡金属氧化物已经成为材料科学工作者的一个重要研究对象。氧化铜是很好的P型半导体，它的禁带宽度值为1.85eV，作为一类重要的过渡金属氧化物，尺寸达到纳米级之后，因其较大的比表面积和优良的表面物理化学性质，例如：非常大的界面和比表面积、均一性以及高的表面活性，不寻常的光学、电学、磁学和催化性质，使其在太阳能电池、微电子器件、磁存储、气体催化、气敏传感器等方面有许多很有潜力的应用，所以倍受研究者的关注。目前，已经有多种方法来控制氧化铜粉末的生长，包括水热法、硬模板法、软模板法、固相反应法等来获得各种形貌和性能的氧化铜粉末。Brave等在1931年就报道了氧化铜和氧化亚铜是很好的气敏材料。最近氧化铜单晶纳米棒被成功用作锂离子正极材料，并显示出高的电化学容量。到目前为止，经过科学家们的努力，已成功制备出一维、两维甚至三维的氧化铜纳米结构，像氧化铜纳米晶、纳米棒、纳米管、纳米片、纳米纤维、纳米针状团簇、纳米实心或空心球等，性能期望优于氧化铜块体材料。目前出现了在铜片上的原位氧化-还原反应制备了蜂窝状和花状的CuO；在水热条件下利用各种胺类作为形貌控制剂，合成具有取向排列结构的CuO纳米束；在水热环境下，NaNO₃为矿化剂，合成蒲公英状CuO空心球等方法。虽然许多文献在控制合成纳/微米带等形貌上已有报道，但是在合成纳/微米的氧化铜带方面还少有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种工艺简单，条件易控的氧化铜纳米带制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种表面分布有纳米孔的氧化铜纳米带。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种氧化铜纳米带制备方法，包括如下步骤：

将乳化剂、正己烷混合后进行乳化处理，配制第一混合乳液；其中，所述乳化剂、正己烷的用量比为1.5g：60～90mL；

将铜盐的水溶液与所述第一混合乳液混合后进行二次乳化处理，配制第二混合乳液；

向所述第二混合乳液中加入水中混合，并滴加氨水，将体系的pH调至为3～5进行氢氧化铜的沉淀反应，待反应完毕后进行固液分离，洗涤、干燥沉淀，得到氢氧化铜沉淀；

将所述氢氧化铜沉淀在400～900℃下进行热处理，得到所述氧化铜纳米带。

以及，一种氧化铜纳米带，所述氧化铜纳米带由上述氧化铜纳米带制备方法制备而成，所述氧化铜纳米带表面分布有纳米孔。

上述氧化铜纳米带制备方法利用常温下的乳液模板技术，以铜盐溶液和氨水为原料，在正己烷、乳化剂的油相和水相形成的乳液模板的作用下，直接沉淀制得氢氧化铜，通过加热转化为具有纳米孔的CuO纳米带。通过微调控乳化剂用量、反应物浓度、温度、pH值等，实现了对氢氧化铜沉淀形貌的调控合成，从而显现对氧化铜纳米带的形貌调控。上述制备方法所需温度低，操作简便，重现性好，产率高，成本低，并且又可通过调控反应条件来实现对氧化铜纳米带尺寸及形貌的控制。

上述氧化铜纳米带表面分布有纳米孔，其具有较大的比表面积和优良的表面物理化学性质。

附图说明

图1为本发明实施例氧化铜纳米带的制备方法流程图；

图2为本发明实施例1至5制备的氢氧化铜沉淀和氧化铜纳米带产物的XRD分析图；

图3为本发明实施例1至5制备的氢氧化铜沉淀综合热分析图；

图4为本发明实施例4制备的氢氧化铜沉淀和Span80的红外分析图；

图5为本发明实施例4制备的氧化铜纳米带的红外分析图；

图6为本发明实施例4制备的氢氧化铜沉淀SEM电镜图；其中，图6（a）为氢氧化铜沉淀产物在低倍下的全景SEM电镜图；图6（b）为氢氧化铜沉淀产物的放大SEM电镜图；

图7为本发明实施例4制备的氢氧化铜沉淀TEM电镜图；其中，图7（a）、图7（b）为氢氧化铜沉淀产物TEM电镜图；图7（c）为图7（a）、图7（b）中氢氧化铜沉淀产物中单独一条纳米带的TEM电镜图；图7（d）为图7（c）中单独一条纳米带局部放大的TEM电镜图；图7（e）为图7（c）中单独一条纳米带电子衍射图；图7（f）为氧化铜纳米带产物TEM电镜图。

具体实施方式