[发明专利]一种氧化亚铜纳米线材料的制备方法

说明书

本发明属于纳米材料及化工材料技术领域，具体为一种氧化亚铜纳米线的制备方法。本发明以脱合金化制备的纳米多孔铜为基体，将其浸泡在有机溶剂醇中一段时间即可获得长径比大于10的氧化亚铜纳米线。本发明工艺简单，成本低廉。本发明制备的氧化亚铜纳米线在光催化、新能源等领域有广泛的用途，可用于光电转换材料、光催化剂、锂离子电池的负极材料以及染料敏化太阳能电池电极材料等，此外还能应用于超级电容器和传感器中。

技术领域

本发明属于纳米材料及化工材料技术领域，具体涉及氧化亚铜纳米线材料的制备方法。

背景技术

纳米氧化亚铜以其低毒性、低成本以及优异的特性，在能源和环境领域受到了极大的认可，是一种极具发展前景的半导体材料。其禁带宽度介于2.0～2.2eV之间，具有活性的空穴-电子对和良好的催化活性，可吸收绝大多数可见光，在光催化、光电转换、传感器、超级电容器、染料敏化太阳能电池、锂离子电池、污水处理等领域都有极大的应用前景。

纳米氧化亚铜材料包括氧化亚铜纳米颗粒(包括立方体，八面体，十二面体，十四面体)、氧化亚铜纳米线、氧化亚铜纳米管、氧化亚铜薄膜等。氧化亚铜纳米线由于其特殊的几何形状、大的长径比以及纳米材料所具有的量子尺寸效应、表面效应，已引起人们的广泛关注。其常见的制备方法主要液相合成法、电化学模板法等。大多数得到的氧化亚铜纳米线长径比较低，形貌难以控制，制备工艺复杂，因此较难大量生产。[(1)[66]Oh J,Tak Y,LeeJ.Electrochemically Deposited NanoColumnar Junctions of Cu₂O and ZnO on NiNanowires[J].Electrochemical and Solid-State Letters,2005,8(6):C81-C84.(2)刘传银,胡军福,李学强.纳米氧化亚铜的制备及其电化学性质[J].化学研究,2005,16(4):55-57.]

发明内容

本发明的目的在于解决现有氧化亚铜材料制备工艺复杂，技术难度大的问题，提出一种工艺简单、成本低廉的氧化亚铜纳米线材料的制备技术。

本发明以纳米多孔铜为基板，采用在有机溶剂醇中浸泡的方式，促使氧化亚铜定向生长，获得具有高催化性能的纳米氧化亚铜线材料。具体制备步骤如下所述：

将富Cu合金带材加入至HF溶液中，水浴加热至25-70摄氏度，制备纳米多孔铜；将脱合金化制得的纳米多孔铜浸泡在有机溶剂醇中，生成氧化亚铜纳米线。

进一步的，HF溶液的浓度在0.01-0.2M。

进一步的，纳米多孔铜在需要在有机溶剂醇中浸泡1-4天。

进一步的，富Cu合金带材为包括非晶合金和晶态合金。

进一步的，富Cu合金带材的Cu的原子分数在20-70％，确保纳米多孔结构的形成。

进一步的，富Cu合金带材的材料为Ti-Cu、Zr-Cu、Al-Cu、Mn-Cu、Ag-Cu机合金带材

进一步的，富Cu合金带材制备步骤具体如下：按合金成分进行电弧熔炼，获得母合金锭。将破碎后母合金加热至熔融状态，在惰性气体高纯度氩气的保护下，将熔融合金吹至高速旋的铜棍表面，使熔融合金获得快速冷却凝固得到合金带材。

进一步的，上述的使用的有机溶剂醇为无水乙醇。

本发明相对于现有技术相比，具有显著优点如下：1、制备工艺简单，成本低廉；2、不需要大量的化学药剂，无污染；3、光催化性能好。4、该具有纳米多孔铜基底的Cu₂O纳米线拥有广泛的应用前景，

附图说明

图1为实施例氧化亚铜纳米线的XRD图谱。

图2为实施例氧化亚铜纳米线的SEM图像。