一种氧化亚铜微晶的制备方法

摘要

本发明的氧化亚铜微晶的制备方法属于无机化学合成技术领域。本发明提供了一种菱形十二面体氧化亚铜微晶的固相制备方法，首先将铜粉、二价铜化合物研磨混合均匀，加入氢氧化钠后，密闭于铜管中，加热至一定温度，最后得到具有菱形十二面体结构的氧化亚铜。本发明的原料廉价易得，合成工艺简单，反应周期短，且对环境无污染。

权利要求

1.一种氧化亚铜微晶的制备方法，其特征是，将铜粉与二价铜化合物混合并研磨，加入氢氧化钠，密闭于铜管中；将所述铜管置于坩埚中，在马弗炉中以4℃/min的速率升温至650℃反应2h，待所述铜管自然冷却至室温，得到氧化亚铜粗产物；将所述氧化亚铜粗产物用蒸馏水洗涤2～3次，在室温下干燥，得到菱形十二面体结构的氧化亚铜；铜粉、二价铜化合物和氢氧化钠的摩尔比为1:1:20。

2.一种权利要求1所述的氧化亚铜微晶的制备方法，其特征是，所述二价铜化合物为氧化铜或硫酸铜。

说明书

一种氧化亚铜微晶的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无机化学合成技术领域，具体涉及一种菱形十二面体氧化亚铜微晶的固相制备方法。

背景技术

[0002] 氧化亚铜是一种重要的p型金属氧化物半导体，其禁带宽度约为2.0eV，在可见光区的吸收系数较高，能量转化率理论上可达12％。由于其特殊的光学和磁学性质，所以在信息功能材料、催化材料、光电材料、磁性材料等方面具有广泛的应用前景。另外，氧化亚铜还是一种重要的化工原料，可用于涂料、玻璃、陶瓷、塑料船舶防污底漆、农业上的杀菌剂及玻璃瓷釉着色剂等。

[0003] 众所周知，不同形貌的纳米或微米结构的氧化亚铜会导致其光学、电学及磁学等性能发生变化。近年来的研究热点主要是集中在氧化亚铜的形貌调控上。目前已经可以成功合成具有立方体、多面体、纳米线、纳米棒、纳米笼或微米/纳米空心球等结构的氧化亚铜。氧化亚铜在光照条件下能有效降解甲基橙和罗丹明等染料污染物。由于不同形貌的纳米或微米结构的氧化亚铜暴露的晶面并不相同，活性也各不相同，因此其光催化性质也不同。如立方体结构，是由6个(100)晶面包围而成，即其暴露最多的面就是(100)晶面；八面体结构，是由8个(111)晶面围成，其暴露最多的晶面就是(111)晶面；而菱形十二面体结构则是由8个(110)晶面围成，则其暴露最多的晶面则是(110)晶面。氧化亚铜作为立方相结构，其表面能从小到大的顺序依次是(111)<(100)<(110)，表面能越大，活性越高。因此，菱形十二面体的氧化亚铜光催化性能较八面体和立方体结构的氧化亚铜要好。目前关于菱形十二面体的氧化亚铜相关报道还比较少，主要都是通过水热法合成。2009年，梁旭东等在水/乙醇/油酸体系里，通过D-右旋-葡萄糖还原硫酸铜合成了具有菱形十二面体形貌的氧化亚铜。2010年，兰翔等将水和乙醇按一定比例混合，再向其中加入乙酸，用不同量的氨水还原三水合硝酸铜得到具有菱形十二面体形貌的氧化亚铜。2011年，Huang等在氢氧化钠碱性溶液中添加十二烷基磺酸钠，用盐酸羟氨来还原氯化铜得到具有菱形十二面体形貌的氧化亚铜。上述的制备过程中均需要添加适当的表面活性剂，反应过程复杂，因此，找到一种简单的方法制备菱形十二面体氧化亚铜显得十分重要。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是，提供一种简单的菱形十二面体氧化亚铜的制备方法。本发明提供的技术方案是，将铜粉、二价铜化合物研磨混合均匀，加入氢氧化钠，密闭于铜管中，在马弗炉中加热，在固相中还原二价铜，得到具有菱形十二面体结构的氧化亚铜。

[0005] 本发明采用的具体技术方案是，将铜粉与二价铜化合物混合并研磨，加入氢氧化钠，密闭于铜管中；将所述铜管置于坩埚中，在马弗炉中以4℃/min的速率升温至650℃反应2h，待所述铜管自然冷却至室温，得到氧化亚铜粗产物；将所述氧化亚铜粗产物用蒸馏水洗涤2～3次，在室温下干燥，得到菱形十二面体结构的氧化亚铜；铜粉、二价铜化合物和氢氧化钠的摩尔比为1:1:20。

[0006] 所述二价铜化合物优选氧化铜或硫酸铜。

[0007] 本发明提供的菱形十二面体氧化亚铜微晶的制备方法具有如下特点：制备的氧化亚铜微晶的尺寸为10～30μm，形状规则；X射线粉末衍射证实其衍射峰分别对应于(110)，(111)，(200)，(220)，(311)，(222)的晶面衍射峰，说明制备的氧化亚铜具有立方相。本发明提供的菱形十二面体氧化亚铜微晶的制备方法所用原料廉价易得，合成工艺简单，反应周期短，能耗小，环境友好。

附图说明

[0008] 图1是实施例1的氧化亚铜的X射线衍射图。

[0009] 图2是实施例1的氧化亚铜的扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

[0010] 下面通过具体实施方式来说明本发明，但并不限于此。

[0011] 实施例1

[0012] 将1mmol(0.0635g)铜粉与1mmol(0.0795g)氧化铜混合并研磨，加入20mmol(0.8g)氢氧化钠，密闭于铜管中；将所述铜管置于坩埚中，在马弗炉中以4℃/min的速率升温至650℃反应2h，待所述铜管自然冷却至室温，将所述铜管打开，得到氧化亚铜粗产物；将所述氧化亚铜粗产物用蒸馏水洗涤2～3次后在室温下干燥，得到赤红色氧化亚铜。

[0013] 图1为实施例1所得氧化亚铜的XRD谱图，与氧化亚铜的标准XRD谱图(PDF-#05-0667)吻合，证明实施例1所得产物为氧化亚铜。图2为其扫描电子显微镜(SEM)照片。从图2可以看出，所得到的产物具有菱形十二面体形貌，尺寸约为20～30μm。

[0014] 实施例2

[0015] 以0.1mmol(0.1595g)硫酸铜代替氧化铜，重复实施例1，得到赤红色氧化亚铜。表征结果与实施例1相似。

[0016] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和发明构思，做出相应改变和替代，而且性能或用途相同，都应当视为本发明的保护范围。