CN102502773A - 一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法 - Google Patents

一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102502773A
CN102502773A CN2011103753451A CN201110375345A CN102502773A CN 102502773 A CN102502773 A CN 102502773A CN 2011103753451 A CN2011103753451 A CN 2011103753451A CN 201110375345 A CN201110375345 A CN 201110375345A CN 102502773 A CN102502773 A CN 102502773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
reaction
hydrothermal reaction
temperature
reaction kettle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103753451A
Other languages
English (en)
Inventor
黄剑锋
齐慧
曹丽云
张培培
吴建鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN2011103753451A priority Critical patent/CN102502773A/zh
Publication of CN102502773A publication Critical patent/CN102502773A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法，将可溶性铜盐加入到去离子水中得溶液A；向溶液A中加入聚乙烯吡咯烷酮K30，形成前驱物溶液B；向溶液B中加入硫脲或硫代硫酸钠得溶液C；将溶液C倒入微波水热反应釜中，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择温控模式或者压控模式进行反应，反应结束后自然冷却到室温；打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。本发明采用简单的微波水热法制备工艺，反应周期短，能耗低，反应在液相中一次完成，不需要后期处理。

Description

一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法
技术领域
本发明属于硫化铜的制备方法，具体涉及一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法。
背景技术
过渡金属硫化物因在半导体、发光装置及超导等方面具有潜在的应用价值而受到科研工作者的极大兴趣。CuS是很重要的p型半导体，带隙能为1.2eV。由于具有优异的传导性、电学、光学性质，被广泛地应用在热电偶、滤光器、太阳能电池、传感器和催化等领域。迄今为止，已成功合成多种形貌的硫化铜，例如纳米盘状，空心球状，花状和管状等特定形貌。但是迄今为止，环状自组装CuS空心球还未见报道。
目前制备硫化铜的方法主要有热解法[Yu-Biao Chen，Ling Chen，and Li-Ming Wu.Water-Induced Thermolytic Formation of HomogeneousCore-Shell CuS Microspheres and Their Shape Retention onDesulfurization[J].Crystal Growth & Design，2008，8：2736-2740]、连续离子层吸附法[M.Ali Yildirim，Aytunc Ates，Aykut Astam.Annealingand Light Effect on Structural，Optical and Electrical Properties of CuS，CuZnS and ZnS Thin Films Grown by the SILAR Method[J].Physica.E，2009，41：1365-1372.]、水热法[Ai-Miao Qin，Yue-Ping Fang，et al.Formation of Various Morphologies of Covellite Copper SulfideSubmicron Crystals by a Hydrothermal Method without Surfactant[J].Crystal Growth & Design，2005，5：855-860.]和溶剂热法[TitipunThongtem，Chalermchai Pilapong，Somchai Thongtem.Large-ScaleSynthesis of CuS Hexaplates in Mixed Solvents Using a SolvothermalMethod[J].Materials Letters，2010，64：11-14.]。然而这些方法通常需要特殊的仪器，或者需要严格的实验条件和比较长的反应时间，而且由于在合成硫化铜的过程中有大量的H2S气体生成，如反应在敞开体系中进行，则不可避免地会对环境造成一定的污染。因此寻找一种易于操作，环境友好和成本低廉的方法显得颇为重要。
发明内容
本发明的目的是提出一种采用微波水热法制备环状自组装CuS空心球的方法。该制备方法反应周期短、反应温度低，环境友好，成本低廉，并且操作简单，重复性好，而且所制备的产物形貌独特，性能优异。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)将分析纯的可溶性铜盐加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为0.01mol/L-2.0mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)，使PVP的浓度为0.01-0.1mol/L，形成前驱物溶液，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫脲(SC(NH2)2)或硫代硫酸钠(Na2S2O3)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶2～5，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为50％-80％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择温控模式或者压控模式进行反应，所述的温控模式的温度控制在100-200℃，压控模式的水热压力控制在0.1-3Mpa，反应时间控制在10min-120min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在40-80℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。
所述的可溶性铜盐为硝酸铜或硫酸铜。
本发明采用简单的微波水热法制备工艺，反应周期短，能耗低，反应在液相中一次完成，不需要后期处理。制得的CuS粒子呈环状自组装结构，且具有空心笼状特征，反应面积大，尤其适用于太阳能电池和光催化领域，可以提高反应速率；同时这种空心结构可作为承载纳米颗粒的微型容器，在药物缓释剂领域也具有潜在的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1所制备的自组装类球形硫化铜粒子的X-射线衍射(XRD)图谱；
图2，3是本发明实施例1制备的自组装类球形硫化铜粒子的SEM照片。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
1)将分析纯的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为0.04mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)，PVP的浓度为0.02mol/L，形成前驱物溶液，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫脲(SC(NH2)2)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶3，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为50％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择温控模式在180℃，反应10min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在50℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。
将所得的CuS粒子用日本理学D/max2000PCX-射线衍射仪分析样品，发现产物为六方相的CuS靛铜矿结构(JCPDS 06-0464)，见图1。将该样品用日本公司生产的JSM-6700F型扫描电子显微镜进行观察，从图2和图3中可以看出所制的CuS呈环状自组装空心球结构。
实施例2：
1)将分析纯的五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为0.15mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)形成前驱物溶液，其中PVP的浓度为0.03mol/L，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫代硫酸钠(Na2S2O3)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶5，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为60％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择温控模式在150℃，反应60min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在50℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。
实施例3：
1)将分析纯的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为0.48mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)，PVP的浓度为0.05mol/L形成前驱物溶液，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫脲(SC(NH2)2)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶4，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为50％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择温控模式在100℃，反应120min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在40℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。
实施例4：
1)将分析纯的五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为0.01mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)，PVP的浓度为0.01mol/L，形成前驱物溶液，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫代硫酸钠(Na2S2O3)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶4.5，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为80％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择温控模式在200℃，反应30min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在60℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。
实施例5：
1)将分析纯的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为1.0mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)，PVP的浓度为0.06mol/L，形成前驱物溶液，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫脲(SC(NH2)2)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶5，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为70％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择压控模式水热压力控制在0.1Mpa，反应100min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在80℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。
实施例6：
1)将分析纯的五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为1.5mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)，PVP的浓度为0.08mol/L，形成前驱物溶液，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫代硫酸钠(Na2S2O3)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶2，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为80％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择压控模式水热压力控制在1.5Mpa，反应80min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在70℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。
实施例7：
1)将分析纯的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为2.0mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)，PVP的浓度为0.1mol/L，形成前驱物溶液，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫脲(SC(NH2)2)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶3，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为70％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择压控模式进行反应，压控模式的水热压力控制在3Mpa，反应20min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在80℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。

Claims (2)

1.一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法，其特征在于：
1)将分析纯的可溶性铜盐加入到去离子水中，制成Cu2+浓度为0.01mol/L-2.0mol/L的透明溶液A；
2)向溶液A中加入分析纯的聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)，PVP的浓度为0.01-0.1mol/L，形成前驱物溶液，静置12h得溶液B；
3)向溶液B中加入分析纯的硫脲(SC(NH2)2)或硫代硫酸钠(Na2S2O3)，使得溶液中铜源/硫源的摩尔比为1∶2～5，所得溶液C；
4)将溶液C倒入微波水热反应釜中，填充度为50％-80％，然后密封反应釜，将其放入温压双控微波水热反应仪中，选择温控模式或者压控模式进行反应，所述的温控模式的温度控制在100-200℃，压控模式的水热压力控制在0.1-3Mpa，反应时间控制在10min-120min，反应结束后自然冷却到室温；
5)打开水热反应釜，产物经过离心收集，然后分别用去离子水，无水乙醇洗涤，于电热鼓风干燥箱中在40-80℃干燥得到最终产物环状自组装硫化铜空心球。
2.根据权利要求1所述的环状自组装硫化铜空心球的制备方法，其特征在于：所述的可溶性铜盐为硝酸铜或硫酸铜。
CN2011103753451A 2011-11-23 2011-11-23 一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法 Pending CN102502773A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103753451A CN102502773A (zh) 2011-11-23 2011-11-23 一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103753451A CN102502773A (zh) 2011-11-23 2011-11-23 一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102502773A true CN102502773A (zh) 2012-06-20

Family

ID=46214924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103753451A Pending CN102502773A (zh) 2011-11-23 2011-11-23 一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102502773A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105016374A (zh) * 2015-08-14 2015-11-04 天津城建大学 一种分级结构CuS微米球的制备方法
CN110482591A (zh) * 2019-08-06 2019-11-22 河南师范大学 一种球形纳米硫化铜的合成方法及其在制备光热抗癌药物中的应用
CN111021049A (zh) * 2019-11-21 2020-04-17 上海工程技术大学 一种无氟超疏水光催化防紫外线纺织品的制备方法
CN111559756A (zh) * 2020-06-04 2020-08-21 陕西理工大学 一种光吸收增强的球状CuS亚微米材料及其制备方法
CN112366311A (zh) * 2020-09-29 2021-02-12 杭州职业技术学院 碳组装硫化铜空心纳米立方体蜂窝材料及其制备和应用
CN113428890A (zh) * 2021-08-09 2021-09-24 陕西科技大学 一种多级结构CuS中空球、制备方法及其应用
CN113860355A (zh) * 2021-10-28 2021-12-31 武汉大学 一种串珠状硫化铜颗粒的制备方法及其应用
CN114195182A (zh) * 2022-01-24 2022-03-18 长春大学 一种含铜金属化合物的土壤添加成份的制备方法
CN114620761A (zh) * 2022-03-27 2022-06-14 曲阜师范大学 一种核桃状中空硫化铜半导体材料及制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1762820A (zh) * 2005-09-15 2006-04-26 清华大学 一种制备硫化物纳米粒子的方法
US20100028236A1 (en) * 2006-10-02 2010-02-04 Nanomaterials Technology Pte Ltd Process For Making Nano-Sized and Micro-Sized Precipitate Particles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1762820A (zh) * 2005-09-15 2006-04-26 清华大学 一种制备硫化物纳米粒子的方法
US20100028236A1 (en) * 2006-10-02 2010-02-04 Nanomaterials Technology Pte Ltd Process For Making Nano-Sized and Micro-Sized Precipitate Particles

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUI QI ET AL.: "One-dimensional CuS microstructures prepared by a PVP-assisted microwave hydrothermal method", 《CERAMICS INTERNATIONAL》 *
齐慧: "微波水热时间对CuS微晶形貌及光学性能的影响", 《人工晶体学报》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105016374A (zh) * 2015-08-14 2015-11-04 天津城建大学 一种分级结构CuS微米球的制备方法
CN110482591A (zh) * 2019-08-06 2019-11-22 河南师范大学 一种球形纳米硫化铜的合成方法及其在制备光热抗癌药物中的应用
CN111021049A (zh) * 2019-11-21 2020-04-17 上海工程技术大学 一种无氟超疏水光催化防紫外线纺织品的制备方法
CN111559756A (zh) * 2020-06-04 2020-08-21 陕西理工大学 一种光吸收增强的球状CuS亚微米材料及其制备方法
CN112366311A (zh) * 2020-09-29 2021-02-12 杭州职业技术学院 碳组装硫化铜空心纳米立方体蜂窝材料及其制备和应用
CN113428890A (zh) * 2021-08-09 2021-09-24 陕西科技大学 一种多级结构CuS中空球、制备方法及其应用
CN113428890B (zh) * 2021-08-09 2022-08-09 陕西科技大学 一种二级结构CuS中空球、制备方法及其应用
CN113860355A (zh) * 2021-10-28 2021-12-31 武汉大学 一种串珠状硫化铜颗粒的制备方法及其应用
CN114195182A (zh) * 2022-01-24 2022-03-18 长春大学 一种含铜金属化合物的土壤添加成份的制备方法
CN114620761A (zh) * 2022-03-27 2022-06-14 曲阜师范大学 一种核桃状中空硫化铜半导体材料及制备方法和应用
CN114620761B (zh) * 2022-03-27 2023-10-13 曲阜师范大学 一种核桃状中空硫化铜半导体材料及制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102502773A (zh) 一种环状自组装硫化铜空心球的制备方法
CN102502775A (zh) 一种球状硫化铜粒子的制备方法
CN102557107A (zh) 一种花状硫化铜纳米晶的制备方法
CN102040239B (zh) 一种亚微米级硫化铜分级球的制备方法
CN103877966B (zh) 一种异质结构光催化剂的制备方法
CN106673051A (zh) 一种氧化亚铜超级晶体材料的制备方法
CN101817548A (zh) 一种氧化锌空心球的制备方法
CN106111161B (zh) 一种多孔核壳结构的ZnO/ZnS/CdS复合材料及其制备方法
CN102633309A (zh) 一种形貌可控NiS2的水热制备方法
CN102897724A (zh) 硒化锡纳米花及其制备方法
CN102795655A (zh) 一种分级花状空心结构CuS的制备方法
CN105366727A (zh) 二硫化钼花状纳米棒的制备方法
CN102557116B (zh) 一种制备中空太阳能吸收材料CuInS2的方法
CN103447052B (zh) 一种空心树状氧化铋-硫化铋复合物的制备与应用
KR20230166077A (ko) 비정질 금속 산화물 중공 다중 쉘 재료의 제조 방법 및 이의 응용
CN104258843A (zh) 一种附着鱼鳞状四氧化三锡的二氧化钛纳米带光催化复合材料及制备方法
CN105238349A (zh) 一种Fe3O4-ZnO纳米复合材料及其制备方法
CN108273521A (zh) 一种由纳米片构成的硫化铜锌花状微米球超结构可见光催化剂的制备方法
CN101306833B (zh) 氢氧化镉纳米材料的微波制备方法
CN107803170B (zh) 一种二氧化钛/氧化镍双壳空心球的制备方法
CN103833080B (zh) 一种钼酸镉多孔球的制备方法
CN102502776B (zh) 一种微波水热制备Cu1.8S纳米线的方法
CN102502774B (zh) 微波溶剂热制备棒状硫化铜纳米晶的方法
CN102718262A (zh) 一种纳米线组装的钨酸钙球形结构的制备
CN100560503C (zh) 中空多级氧化铜纳米材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120620