CN107352573A - 一种氧化亚铜/氧化铜纳米复合物的室温固相制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用室温固相反应来制备纳米级氧化亚铜/氧化铜复合物的方法。通过将一价铜盐和碱按不同比例混合，进行室温固相化学反应，可制得纳米氧化亚铜/氧化铜复合物和纯相氧化亚铜。所得产物为20‑50nm的颗粒状物质，将它们用于催化一氧化碳氧化反应，显示出良好的催化活性。本发明方法操作简便，条件温和，环保无污染，且所用原料价格低廉，易于进行大批量生产。所得氧化亚铜基纳米材料有望在催化、能源存储、环境检测与修复等领域中展现出重要应用。

Description

一种氧化亚铜/氧化铜纳米复合物的室温固相制备方法
技术领域
本发明涉及纳米级氧化亚铜/氧化铜复合物的制备，属于复合材料合成与多相催化领域。
背景技术
氧化亚铜(Cu2O)作为一种p型半导体材料,其禁带宽度只有2.0 eV，在多个领域中展现出重要应用。具有纳米尺度的Cu2O拥有特殊的光学、电学、催化性质,在太阳能电池、传感器、污染物消除等方面有着潜在的应用。尤其是将Cu2O与其他氧化物复合，制得纳米复合物，其可展现出具有结构依赖性的性能特征。目前，用于制备氧化亚铜基纳米材料的方法主要有电化学法、多元醇法、水热法、沉淀法等。虽然具有不同尺寸、形貌的含Cu2O纳米复合物可由这些方法制备得到，但在合成过程中，需要消耗大量溶剂，且步骤繁琐、操作复杂。因此，开发一种绿色、简便的纳米Cu2O、含Cu2O复合物的合成方法尤为重要。
发明内容
本发明旨在提供一种纳米级氧化亚铜/氧化铜（Cu2O/CuO）复合物的制备方法。该方法通过在室温下，使原料经固相化学反应，一步得到Cu2O/CuO纳米复合物。
本发明Cu2O/CuO纳米复合物的制备方法包括以下步骤：在室温下，将一价铜盐与碱按照摩尔比为1:0.5~20混合，对混合物进行研磨或球磨10~120分钟，所得产物分别用氨水、水、乙醇洗涤，干燥后得到氧化亚铜/氧化铜（Cu2O/CuO）纳米复合物。
本发明所使用的一价铜盐为氯化亚铜、硫酸亚铜、醋酸亚铜中的一种或多种；所使用的碱是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、尿素中的一种或多种。通过改变一价铜盐和碱的比例可以得到系列纳米Cu2O/CuO和Cu2O，它们对一氧化碳氧化反应显示出不同的催化性能。
本发明的优点为：在合成过程中的温度为室温，无溶剂参与，产物产率高，实验条件温和，操作简便，易于进行大批量制备。所合成的Cu2O基纳米产物对催化一氧化碳氧化反应展现出较高的催化活性和结构依赖性的催化特征。这些特点都使本发明具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明第一实施例制备的Cu2O/CuO纳米复合物的粉末X射线衍射图谱。
图2为本发明第一实施例制备的Cu2O/CuO纳米复合物的扫描电子显微镜照片。
图3为本发明第一实施例制备的Cu2O/CuO纳米复合物对一氧化碳氧化反应的催化结果。
图4为本发明第三实施例制备的纳米Cu2O的粉末X射线衍射图谱。
图5为本发明第三实施例制备的纳米Cu2O的扫描电子显微镜照片。
图6为本发明第三实施例制备的纳米Cu2O对一氧化碳氧化反应的催化结果。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步阐述。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，基于本发明的原理对本发明所做出的各种改动或修改同样落入本发明权利要求书所限定的范围。
实施例一：
在室温下，将0.5g氯化亚铜、0.4g氢氧化钠混合，研磨30分钟使它们发生固相化学反应，产物分别用氨水、水、乙醇洗涤，在60度下鼓风干燥6小时后得到Cu2O/CuO纳米复合物。
由产物的粉末X射线衍射图谱（图1）可以看出所制备的产物中含有Cu2O、CuO；由扫描电子显微镜图片（图2）可以看出产物为20-50nm的不规则球形粒子；Cu2O/CuO纳米复合物可使一氧化碳在160度下完全转化为二氧化碳（图3）。
实施例二：
在室温下，将0.5g氯化亚铜、0.4g氢氧化钠、0.3g尿素混合，研磨50分钟使它们发生固相化学反应，产物分别用氨水、水、乙醇洗涤，在80度下鼓风干燥6小时后得到Cu2O/CuO纳米复合物。
实施例三：
在室温下，将0.5g氯化亚铜、0.28g氢氧化钾混合，研磨30分钟使它们发生固相化学反应，产物分别用氨水、水、乙醇洗涤，在60度下鼓风干燥6小时后得到纳米Cu2O。
由产物的粉末X射线衍射图谱（图4）可以看出所制备的产物为Cu2O；由扫描电子显微镜图片（图5）可以看出产物为50nm左右的不规则球形粒子；纳米Cu2O可使一氧化碳在140度下完全转化为二氧化碳（图6）。

Claims (3)

1.一种氧化亚铜/氧化铜纳米复合物的室温固相制备方法，其包括以下步骤：在室温下，将一价铜盐与碱按照摩尔比为1:0.5~20混合，对混合物进行研磨或球磨10~120分钟，所得产物分别用氨水、水、乙醇洗涤，干燥后得到氧化亚铜/氧化铜纳米复合物。
2.根据权利要求1所述的一种氧化亚铜/氧化铜纳米复合物的室温固相制备方法，其特征在于：所使用的一价铜盐为氯化亚铜、硫酸亚铜、醋酸亚铜中的一种或多种；所使用的碱是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、尿素中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种氧化亚铜/氧化铜纳米复合物的室温固相制备方法，其特征在于：通过改变一价铜盐和碱的比例可以得到具有不同催化性能的氧化亚铜/氧化铜复合物。
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