CN103435088B - 木质素磺酸盐模板法液相制备纳米氧化铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开木质素磺酸盐模板法液相制备纳米氧化铜的方法，涉及液相沉淀法制备纳米氧化铜的方法，步骤为：以木质素磺酸盐为模板，运用液相沉淀法制备纳米氧化锌。用价廉、无毒、易得的木质素磺酸盐为模板剂，实现纳米氧化铜的可控制备技术，解决纳米材料普遍存在的分散性问题，提高了纳米氧化铜的应用性能及催化性能，同时也是影响纳米氧化铜应用领域扩展的重要因素。本发明合成工艺简单，粒径均匀，粒度可控，且成本低、易操作、高产率、污染少。制备的产品为黑色，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种液相制备纳米氧化铜的方法，特别涉及以木质素磺酸盐为模板分子制备纳米氧化铜的方法。
背景技术
造纸制浆工业蒸煮废水的工业木质素主要有三类，碱木质素、木质素磺酸盐和其它木质素。木质素磺酸钠来源于亚硫酸法制浆废液，是一种无毒，可生物降解、来源丰富的可再生资源，是帮助造纸业消化处理纸浆废液、降低河道污染、保护环境的一种重要的环保产品。
氧化铜作为非均相催化剂表现出极高的催化活性，同时作为一个具有较窄波带的重要过渡金属氧化物，是一种具有高温超导、巨大的磁子电阻和三个不同磁性阶段的异常特性材料。纳米氧化铜与普通氧化铜相比，其在磁性、光吸收、化学活性、热阻、催化剂和熔点等方面均表现出超乎寻常的物理化学性能，在传感器、超导材料和热导材料等方面均显示出良好应用前景。
沉淀法是液相反应合成纳米材料最常用的方法之一，包括直接沉淀法，沉淀转化法、络合沉淀法等。在本发明中运用液相沉淀法制备纳米氧化铜，是在非高温下进行，制备过程方便、环保、经济、有效。并且用价廉、无毒、易得的木质素磺酸盐为模板剂，实现纳米氧化铜的可控制备技术，解决纳米材料普遍存在的分散性问题，提高了纳米氧化铜的应用性能及催化性能，同时也是影响纳米氧化铜应用领域的扩展的重要因素。
发明内容
本发明的目的是采用木质素磺酸盐为模板剂，通过液相法合成并且经过不同温度煅烧来制备纳米氧化铜，工艺简单，原料易于得到，成本低廉，污染较少，适于工业化生产。
本发明的技术方案如下：
A、室温下取浓度为0.1-0.4mol﹒L-1的CuCl2溶液，按每100-150mLCuCl2溶液加入0.5-2g木质素磺酸盐，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol﹒L-1NaOH溶液，调节pH至9-13；
B、将上述溶液在50-80℃温度下回流6-12h，冷却至室温；
C、将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离；
D、将分离后的固体放入恒温干燥箱中干燥12h，所述恒温干燥箱的温度为60℃；
E、最后将干燥后的固体于300-600℃温度下焙烧2-4h。
本发明的一个较优公开例中，所述的木质素磺酸盐是木质素磺酸钠。
本实验所用的试剂皆为分析纯，均为市售。
有益效果
本发明利用价廉、无毒、易得的木质素磺酸盐为模板剂，实现纳米氧化铜的可控制备技术，解决纳米材料普遍存在的分散性问题，提高了纳米氧化铜的应用性能及催化性能，同时也是影响纳米氧化铜应用领域扩展的重要因素。本发明合成工艺简单，粒径均匀，且成本低、易操作、高产率、污染少。制备的产品为黑色，适合工业化生产。
附图说明
图1样品的X射线衍射图谱（XRD），为实施例4样品的XRD图谱。
图2样品的扫描电镜图（SEM），为实施例4样品的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
室温下取浓度为0.1mol﹒L-1的CuCl2溶液100mL，加入木质素磺酸钠1g，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol﹒L-1NaOH溶液，调节pH至9，在50℃下加热回流6h，冷却至室温，将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离，分离后的固体放入恒温干燥箱中60℃干燥12h，然后将干燥后的固体于400℃温度下焙烧2h，即得到黑色纳米氧化锌铜。
实施例2
室温下取浓度为0.1mol﹒L-1的CuCl2溶液100mL，加入木质素磺酸钠1g，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol﹒L-1NaOH溶液，调节pH至11，在70℃下加热回流7h，冷却至室温，将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离，分离后的固体放入恒温干燥箱中60℃干燥10h，然后将干燥后的固体于300℃温度下焙烧3h，即得到黑色纳米氧化锌铜。
实施例3
室温下取浓度为0.4mol﹒L-1的CuCl2溶液150mL，加入木质素磺酸钠1g，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol﹒L-1NaOH溶液，调节pH至12，在70℃下加热回流10h，冷却至室温，将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离，分离后的固体放入恒温干燥箱中60℃干燥12h，然后将干燥后的固体于500℃温度下焙烧3h，即得到黑色纳米氧化锌铜。
实施例4
室温下取浓度为0.4mol﹒L-1的CuCl2溶液150mL，加入木质素磺酸钠2g，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol﹒L-1NaOH溶液，调节pH至12，在70℃下加热回流12h，冷却至室温，将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离，分离后的固体放入恒温干燥箱中60℃干燥12h，然后将干燥后的固体于300℃温度下焙烧3h，即得到黑色纳米氧化锌铜。样品XRD如图1，样品形貌如图2。
实施例5
室温下取浓度为0.4mol﹒L-1的CuCl2溶液150mL，加入木质素磺酸钠0.5g，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol﹒L-1NaOH溶液，调节pH至13，在80℃下加热回流12h，冷却至室温，将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离，分离后的固体放入恒温干燥箱中60℃干燥12h，然后将干燥后的固体于600℃温度下焙烧4h，即得到黑色纳米氧化锌铜。
实施例6
室温下取浓度为0.4mol﹒L-1的CuCl2溶液150mL，加入木质素磺酸钠2g，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol﹒L-1NaOH溶液，调节pH至10，在70℃下加热回流7h，冷却至室温，将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离，分离后的固体放入恒温干燥箱中60℃干燥12h，然后将干燥后的固体于300℃温度下焙烧3h，即得到黑色纳米氧化锌铜。
Claims (5)
1.木质素磺酸盐模板法液相制备纳米氧化铜的方法，按照下述步骤进行：
A.室温下取浓度为0.1-0.4mol·L-1的CuCl2溶液，按每100-150mLCuCl2溶液加入0.5-2g木质素磺酸盐，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol·L-1NaOH溶液，调节pH至9-13；
B.将上述溶液在50-80℃温度下回流6-12h，冷却至室温；
C.将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离；
D.将分离后的固体放入恒温干燥箱中干燥12h，所述恒温干燥箱的温度为60℃；
E.最后将干燥后的固体于500℃温度下焙烧3h；
所述的木质素磺酸盐是木质素磺酸钠。
2.根据权利要求1所述的木质素磺酸盐模板法液相制备纳米氧化铜的方法，其特征在于所述步骤A中按每100-150mLCuCl2溶液加入1g木质素磺酸盐。
3.根据权利要求1所述的木质素磺酸盐模板法液相制备纳米氧化铜的方法，其特征在于所述步骤A中pH至11或12。
4.根据权利要求1所述的木质素磺酸盐模板法液相制备纳米氧化铜的方法，其特征在于所述步骤B中回流温度为70℃，回流时间为7或10h。
5.根据权利要求1所述的木质素磺酸盐模板法液相制备纳米氧化铜的方法，其特征在于，具体步骤为：
室温下取浓度为0.4mol﹒L-1的CuCl2溶液150mL，加入木质素磺酸钠1g，搅拌溶解，在连续搅拌下，逐滴滴入2mol﹒L-1NaOH溶液，调节pH至12，在70℃下加热回流10h，冷却至室温，将所得沉淀混合物离心分离，沉淀用去离子水清洗3遍，再用无水乙醇清洗3遍，离心分离，分离后的固体放入恒温干燥箱中60℃干燥12h，然后将干燥后的固体于500℃温度下焙烧3h，即得到黑色纳米氧化铜。
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