[发明专利]一种中空形态氧化亚铜的制备方法

说明书

本发明公开了一种中空形态氧化亚铜的制备方法，该方法包括以下步骤：将可溶性的铜盐和高分子稳定剂溶解于去离子水中，充分混合均匀，获得前驱体溶液；取所述的前驱体溶液，搅拌条件下，加入络合剂和沉淀剂，获得含氧化铜颗粒的悬浮液；将还原剂加入到所述的悬浮液中，60℃水浴反应2小时，室温下再经超声波处理1小时后，老化6~8天，经离心分离，洗涤和真空干燥，得到中空形态氧化亚铜，其形貌为中空形态的多面体或立方体，尺寸在400~800 nm之间。该制备方法所用原料安全环保，并且利用水中的溶解氧进行氧化刻蚀制备中空形态氧化亚铜，其工艺简单，简化了操作步骤，且生产成本更低。

技术领域

本发明涉及中空结构功能材料制备领域，特别是一种中空形态氧化亚铜的制备方法。

背景技术

目前，纳米、微米尺度的中空形态的功能材料的合成和应用受到越来越多的关注，特别是纳米、微米尺度的中空形态的金属及金属氧化物催化剂可用于多相催化、酶催化、光催化及电催化。在多相催化反应中，其作为固体催化剂具有大比表面、空间限域效应、协同效应以及多孔通道等优点；在酶催化反应中，其作为酶催化剂具有酶稳定性、尺寸选择性和多区域同步催化等优点；在光、电催化反应中，其作为光、电催化剂具有更优的电荷传递长度、光捕获效应、容忍体积膨胀和包裹活性组分等优点。

在半导体功能材料中， Cu₂O作为金属缺位的p型半导体材料，其直接带隙宽度约为 2.0~2.2 eV，其属于窄带隙半导体，作为p型窄带隙半导体，Cu₂O在实验中被观测到对多种气体具有良好的检测效果，Cu₂O制备的气体传感器，其具有响应快、灵敏度高、成本低等优点，成为检测大气中有害气体的有效手段。另外，Cu₂O对可见光有响应，能吸收大部分的可见光(λ<600 nm)，无毒且制备成本低，是非常有研究价值的光、电催化材料。因此，纳米、微米尺度的Cu₂O功能材料的制备方法被广泛研究。

Tang等利用CuCl₂和NaOH在水溶液反应生成Cu(OH)₂沉淀，然后加入抗坏血酸和N₂H₄·H₂O作还原剂进行还原反应获得Cu₂O纳米颗粒，然后，再加入HCl进行刻蚀反应，获得尺寸在80-90 nm中空形态Cu₂O纳米笼，并且，发现其作为气敏材料对汽油有很好的响应(Tang N, Chen B, Xia Y, et al. Facile synthesis of Cu₂O nanocages and gassensing performance towards gasoline[J]. Rsc Advances, 2015, 5(67):54433-54438)。

Ma等将Cu(NO₃)₂溶于乙醇-丙三醇-水组成的三元溶剂中，然后，加入尿素后在170℃进行水热反应0.5-7小时，可获得尺寸约15 μm的Cu₂O中空球，其在光催化降解甲基橙反应中性能优良 (Ma Z C, Wang L M, Chu D Q,etal.Template-free synthesis ofcomplicated double-wall Cu₂O hollow spheres with enhanced visiblephotocatalytic activities[J]. Rsc Advances, 2015, 5(11):8223-8227)。