CN105523578A - 可调控形貌纳米氧化铜及其制备方法和该纳米氧化铜的用途 - Google Patents

可调控形貌纳米氧化铜及其制备方法和该纳米氧化铜的用途 Download PDF

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杨中
陈俊宇
方智三
宋良辉
战国利
陈国通
曹雪琴
徐熠
邵家丽
王爱霞
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Abstract

本发明公开了一种可调控形貌纳米氧化铜及其制备方法和该纳米氧化铜的用途，主要将硫酸铜溶液，以氢氧化钠为沉淀剂，通过加入不同量的柠檬酸钠，控制微波水热温度，从而得到具有不同形貌的氧化铜纳米颗粒，所得的纳米氧化铜可以应用于降解亚甲蓝。与现有技术相比，本发明具有原料种类少，一步微波水热法合成纳米氧化铜，无需模板，操作方法简便，工艺简单，绿色环保等特点，所制备的纳米氧化铜在可见光下对亚甲蓝有机污染物具有一定的降解效率，具有一定的实际应用价值。

Description

可调控形貌纳米氧化铜及其制备方法和该纳米氧化铜的用途
技术领域
本发明涉及一种纳米氧化铜及其制备方法和该纳米氧化铜的用途，特别是一种可调控形貌纳米氧化铜及其制备方法和该纳米氧化铜的用途，属于光催化纳米材料领域。
背景技术
氧化铜作为一种重要具有带隙较窄带隙(1.2—1.5eV)的p-型半导体材料由于其独特的性能，如良好的热稳定性及光化学稳定性、高温超导性、高电化学活性、无毒、廉价的制备方法，已被广泛应用于催化剂、超导材料、热电材料、传感材料、玻璃、陶瓷、锂离子电池等领域。目前，由于不同形貌纳米材料拥有更优异的光、电、磁、热性能，纳米材料的可控制备已成为目前材料研究者的一个目标。
赋予氧化铜以一定的纳米结构，使其具有较大的比表面积，均匀的孔径，有利于表面吸附的活性物种的产生，并利于反应物和产物的扩散，可以大幅度提高其光催化活性，具有普通纳米氧化铜无法比拟的优势。
因此，制备合成具有一定纳米结构的氧化铜材料已成为材料科学领域以及光催化领域的重要研究课题，国内外研究者在合成纳米氧化铜方面做了大量的研究工作。
但是，一般常需要使用模板剂才能相对容易地合成不同形貌的氧化铜纳米材料。
因此，一种无需模板，操作方法简便，工艺简单，绿色环保，所制备的纳米氧化铜在可见光下对亚甲蓝有机污染物具有一定的降解效率的可调控形貌纳米氧化铜及其制备方法被提出。
发明内容
本发明提供了一种无需模板制备可调控不同形貌的氧化铜的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：主要将硫酸铜溶液，以氢氧化钠为沉淀剂，通过加入不同量的柠檬酸钠，控制微波水热温度，从而得到具有不同形貌的氧化铜纳米颗粒。
其具体过程如下:
a.取硫酸铜和柠檬酸钠：按100ml超纯水中加入2.7-3mmol硫酸铜，同时加入柠檬酸钠试剂，
硫酸铜与柠檬酸钠的混合合比为1：0.5-1:3,搅拌25-35min，得混合溶液a。
上述的搅拌最好为超声波。
b.搅拌中加入氢氧化钠：在搅拌状态下，在混合溶液a中缓慢加入0.8-1.2mol/L的氢氧化钠溶液，至溶液pH值为11-13后，继续搅拌，反应25-35min，得到混合溶液b。
上述b步骤中的搅拌速度以30-150rpm为好，所述缓慢加入氢氧化钠溶液最好为逐滴滴加。
c.微波水热：将混合溶液b置于微波水热反应釜微波加热至温度170-190℃保持15-20min，后升温到＞190-210℃保持20-25min。
上述的微波水热最好使用微波消解仪进行，微波消解仪的频率优选为2000-3000GHz。
d.离心、洗涤、干燥：将步骤c得到的悬浊液，分别在10000-12000rpm下离心5-15分钟，所得到的沉淀物用去离子水洗涤3-5次，再用无水乙醇洗3-5次，置于冷冻干燥箱中干燥20-28小时，即得到本发明的纳米氧化铜。
实际使用时：将硫酸铜，以氢氧化钠为沉淀剂，通过加入不同量的柠檬酸钠(随着柠檬酸钠的量逐渐增大，二价铜离子螯合能力加大，使氧化铜形貌由纳米棒逐渐生成由纳米棒组成的如牡丹花的微球)，控制微波水热温度，从而得到悬浊液，将反应得到的产物于11500rpm下离心10分钟，所得到的沉淀物用去离子水洗3次，无水乙醇洗3次，置于冷冻干燥箱中于温度60℃干燥24小时，即可得目标产物。
上述所得的纳米氧化铜可以应用于降解亚甲蓝。
与现有技术相比，本发明具有原料种类少，一步微波水热法合成纳米氧化铜，无需模板，操作方法简便，工艺简单，绿色环保等特点，所制备的纳米氧化铜在可见光下对亚甲蓝有机污染物具有一定的降解效率，具有一定的实际应用价值。
附图说明
图1为实施例1所得纳米氧化铜扫描电子显微镜照片。
图2为实施例2所得纳米氧化铜的扫描电子显微镜照片。
图3为实施例3所得纳米氧化铜的扫描电子显微镜照片。
图4为实施例3所得纳米氧化铜的扫描电子显微镜照片。
图5为实施例1-3中所生成的纳米氧化铜目标产物的X衍射图谱。
具体实施方式
实施例1：制备纳米棒状氧化铜。
a、称取硫酸铜(1mmol)和柠檬酸钠试剂(试剂均为分析纯)按照2:1的比例(摩尔比)，于三角瓶中，加入33-37ml超纯水，超声溶解后搅拌25-35min。
b、搅拌加氢氧化钠：在搅拌下，在步骤a的混合液中逐滴滴加(0.8-1.2mol/L)的氢氧化钠至溶液pH值为11-13，继续搅拌，反应25-35min，得到混合液。
c、微波水热：将步骤b得到的溶液置于微波水热反应釜(聚四氟乙烯材质，容积为60ml)中，于温度170-190℃保持15-20min，后升温到191-210℃保持20-25min，微波消解仪功率维持在1200-1700W,压强在25bar以内。
d、离心、洗涤、干燥：将步骤c得到的悬浊液，分别在11000rpm下离心10分钟，所得到的沉淀物用去离子水洗涤3-5次，再用无水乙醇洗3-5次，置于冷冻干燥箱中干燥20-28小时，即得目标产物纳米氧化铜。
图1为所得扫描电子显微镜照片，可见氧化铜纳米结晶呈棒状。
降解亚甲基蓝：取目标产物分别50mg分散在浓度为25mg/L的亚甲蓝溶液中，吸附半小时，用20w的氙灯进行光照降解，每隔15分钟取1次样，离心3分钟，取上清液放入紫外-可见光分光光度计中，检测亚甲基蓝的吸光度，检测结果表明，目标产物对亚甲蓝的降解率为84.2％。
实施例2：制备由纳米棒组成的较松散的氧化铜微球。
a、称取硫酸铜(1mmol)和柠檬酸钠试剂(试剂均为分析纯)按照1:1的比例(摩尔比)，于三角瓶中，加入33-37ml超纯水，超声溶解后搅拌25-35min。
b、搅拌加氢氧化钠：在搅拌下，在步骤a的混合液中逐滴滴加(0.8-1.2mol/L)的氢氧化钠至溶液pH值为11-13，继续搅拌，反应25-35min，得到混合液。
c、微波水热：将步骤b得到的溶液置于微波水热反应釜(聚四氟乙烯材质，容积为60ml)中，于温度170-190℃保持15-20min，后升温到＞190-210℃保持20-25min，微波消解仪功率维持在1200-1700W,压强在25bar以内。
d、离心、洗涤、干燥：将步骤c得到的悬浊液，分别在11000rpm下离心10分钟，所得到的沉淀物用去离子水洗涤3-5次，再用无水乙醇洗3-5次，置于冷冻干燥箱中干燥20-28小时，即得目标产物纳米氧化铜。
图2为所得扫描电子显微镜照片，可见氧化铜纳米结晶呈棒状结晶组成较松散的氧化铜微球。
降解亚甲基蓝：取目标产物分别50mg分散在浓度为25mg/L的亚甲蓝溶液中，吸附半小时，用20w的氙灯进行光照降解，每隔15分钟取1次样，离心3分钟，取上清液放入紫外-可见光分光光度计中，检测亚甲基蓝的吸光度，检测结果表明，目标产物对亚甲蓝的降解率为86.3％。
实施例3：制备由纳米棒组成的牡丹花状氧化铜微球。
a、称取硫酸铜(1mmol)和柠檬酸钠试剂(试剂均为分析纯)按照1:3的比例(摩尔比)，于三角瓶中，加入33-37ml超纯水，超声溶解后搅拌25-35min。
b、搅拌加氢氧化钠：在搅拌下，在步骤a的混合液中逐滴滴加(0.8-1.2mol/L)的氢氧化钠至溶液pH值为11-13，继续搅拌，反应25-35min，得到混合液。
c、微波水热：将步骤b得到的溶液置于微波水热反应釜(聚四氟乙烯材质，容积为60ml)中，于温度170-190℃保持15-20min，后升温到＞190-210℃保持20-25min，微波消解仪功率维持在1200-1700W,压强在25bar以内。
d、离心、洗涤、干燥：将步骤c得到的悬浊液，分别在11000rpm下离心10分钟，所得到的沉淀物用去离子水洗涤3-5次，再用无水乙醇洗3-5次，置于冷冻干燥箱中干燥20-28小时，即得目标产物纳米氧化铜。
图3和图4为实施例3所得扫描电子显微镜照片，可见氧化铜纳米结晶呈牡丹花状氧化铜微球。
降解亚甲基蓝：取目标产物分别50mg分散在浓度为25mg/L的亚甲蓝溶液中，吸附半小时，用20w的氙灯进行光照降解，每隔15分钟取1次样，离心3分钟，取上清液放入紫外-可见光分光光度计中，检测亚甲基蓝的吸光度，检测结果表明，目标产物对亚甲蓝的降解率为91.3％。
图5为实施例1-3中生成的纳米氧化铜目标产物的X衍射图谱。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种纳米氧化铜的制备方法，主要将硫酸铜溶液，以氢氧化钠为沉淀剂，通过加入不同量的柠檬酸钠，控制微波水热温度，从而得到具有不同形貌的氧化铜纳米颗粒，其特征在于通过以下过程制备所述的的氧化铜纳米颗粒:
a.取硫酸铜和柠檬酸钠：按100ml超纯水中加入2.7-3mmol硫酸铜，同时加入柠檬酸钠试剂，硫酸铜与柠檬酸钠的混合合比为1：0.5-1:3,搅拌25-35min，得混合溶液a；
b.搅拌中加入氢氧化钠：在搅拌状态下，在混合溶液a中缓慢加入0.8-1.2mol/L的氢氧化钠溶液，至溶液pH值为11-13后，继续搅拌，反应25-35min，得到混合溶液b；
c.微波水热：将混合溶液b置于微波水热反应釜微波加热至温度170-190℃保持15-20min，后升温到＞190-210℃保持20-25min；
d.离心、洗涤、干燥：将步骤c得到的悬浊液，分别在10000-12000rpm下离心5-15分钟，所得到的沉淀物用去离子水洗涤3-5次，再用无水乙醇洗3-5次，置于冷冻干燥箱中干燥20-28小时，即得到本发明的纳米氧化铜。
2.根据权利要求1所述的纳米氧化铜的制备方法，其特征在于：所述a步骤中所述的搅拌为超声波搅拌。
3.根据权利要求1或2所述的纳米氧化铜的制备方法，其特征在于：b步骤中所述的微波水热使用微波消解仪进行。
4.根据权利要求3所述的纳米氧化铜的制备方法，其特征在于：所述微波消解仪的频率为2000-3000GHz。
5.根据权利要求1或2所述的纳米氧化铜的制备方法，其特征在于：b步骤中搅拌速度为30-150rpm，所述缓慢加入氢氧化钠溶液为逐滴滴加。
6.根据权利要求3所述的纳米氧化铜的制备方法，其特征在于：b步骤中搅拌速度为30-150rpm，所述缓慢加入氢氧化钠溶液为逐滴滴加。
7.根据权利要求4所述的纳米氧化铜的制备方法，其特征在于：b步骤中搅拌速度为30-150rpm，所述缓慢加入氢氧化钠溶液为逐滴滴加。
8.一种纳米氧化铜，其特征在于：根据权利要求1-7任一项权利要求所述的方法制备。
9.根据权利要求8所述的纳米氧化铜的用途，其特征在于：将所述的纳米氧化铜应用于降解亚甲蓝。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108815137A (zh) * 2018-08-24 2018-11-16 浙江大学 一种具有放疗增敏的氧化铪（HfO2）纳米颗粒的制备方法
CN109761262A (zh) * 2019-03-14 2019-05-17 东北大学 一种贵金属浸渍共掺杂CuO纳米材料的制备方法及应用
CN109772326A (zh) * 2019-03-15 2019-05-21 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种合成芴酮的催化剂及其制备方法和应用
CN111422897A (zh) * 2020-05-19 2020-07-17 姚丰硕 一种氧化铜纳米棒的制备方法
CN111892078A (zh) * 2020-07-07 2020-11-06 江苏理工学院 一种微波水热法制备纳米氧化铜的方法及纳米氧化铜的应用
CN113860353A (zh) * 2021-10-20 2021-12-31 武汉大学 一种竹叶状氧化铜纳米片及其制备方法
CN115043422A (zh) * 2022-06-10 2022-09-13 西南大学 一种超声化学及退火辅助可控制备CuO纳米材料的方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104176763A (zh) * 2014-07-22 2014-12-03 惠州学院 一种特殊结构纳米氧化铜薄膜及其制备方法和应用
CN104475113A (zh) * 2014-11-04 2015-04-01 内蒙古大学 液相还原法合成形貌可控的用于CO优先氧化反应CeO2/Cu2O新型催化剂
CN104692446A (zh) * 2015-03-18 2015-06-10 合肥工业大学 一种高纯低氯高活性氧化铜的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104176763A (zh) * 2014-07-22 2014-12-03 惠州学院 一种特殊结构纳米氧化铜薄膜及其制备方法和应用
CN104475113A (zh) * 2014-11-04 2015-04-01 内蒙古大学 液相还原法合成形貌可控的用于CO优先氧化反应CeO2/Cu2O新型催化剂
CN104692446A (zh) * 2015-03-18 2015-06-10 合肥工业大学 一种高纯低氯高活性氧化铜的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONG-MEI XIAO ET AL.: "Anomalous ferromagnetic behavior of CuO nanorods synthesized via hydrothermal method", 《SOLID STATE COMMUNICATIONS》 *
HONG-MEI XIAO ET AL.: "Controlled synthesis and characterization of CuO nanostructures through a facile hydrothermal route in the presence of sodium citrate", 《EUR.J.INORG.CHEM》 *
S.SONIA ET AL.: "Hydrothermal synthesis of highly stable CuO nanostructures for efficient photocatalytic degradation of organic dyes", 《MATERIALS SCIENCE IN SEMICONDUCTOR PROCESSING》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108815137A (zh) * 2018-08-24 2018-11-16 浙江大学 一种具有放疗增敏的氧化铪（HfO2）纳米颗粒的制备方法
CN109761262A (zh) * 2019-03-14 2019-05-17 东北大学 一种贵金属浸渍共掺杂CuO纳米材料的制备方法及应用
CN109761262B (zh) * 2019-03-14 2021-04-23 东北大学 一种贵金属浸渍共掺杂CuO纳米材料的制备方法及应用
CN109772326A (zh) * 2019-03-15 2019-05-21 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种合成芴酮的催化剂及其制备方法和应用
CN109772326B (zh) * 2019-03-15 2021-11-12 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种合成芴酮的催化剂及其制备方法和应用
CN111422897A (zh) * 2020-05-19 2020-07-17 姚丰硕 一种氧化铜纳米棒的制备方法
CN111892078A (zh) * 2020-07-07 2020-11-06 江苏理工学院 一种微波水热法制备纳米氧化铜的方法及纳米氧化铜的应用
CN113860353A (zh) * 2021-10-20 2021-12-31 武汉大学 一种竹叶状氧化铜纳米片及其制备方法
CN115043422A (zh) * 2022-06-10 2022-09-13 西南大学 一种超声化学及退火辅助可控制备CuO纳米材料的方法和应用
CN115043422B (zh) * 2022-06-10 2023-11-24 西南大学 一种超声化学及退火辅助可控制备CuO纳米材料的方法和应用

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