[发明专利]还原法制备氧化亚铜纳米线的方法

说明书

一、技术领域本发明涉及一种纳米线材料的制备方法，尤其是还原法制备氧化亚铜纳米线的方法。

二、背景技术

氧化亚铜纳米线在科研和应用的前景极为广泛。鉴于激子可以在氧化亚铜(Cu₂O)晶体中相干传播，因此可以将光子转变成激子。在穿过低维(1D)波导时，散射和衍射很少；而在另一端，激子转变为光子，氧化亚铜纳米线可以制成纳米线光波导。氧化亚铜(Cu₂O)是P型半导体，直接带隙为2eV。可以将太阳能转变为电能或化学能，做成的太阳能纳米转换器或者超微型锂离子电池负电极材料等等。氧化亚铜纳米线也是目前国际材料研究竞争的热点之一，目前，还未见有可以产业化制备氧化亚铜纳米线的方法的报导。

三、发明内容

本发明的目的是：提供一种还原法制备氧化亚铜纳米线的方法，生产出直径为纳米级的氧化亚铜纳米线。

本发明的方法如下实现：还原法制备氧化亚铜纳米线：将水溶性树脂聚乙二醇或聚乙烯醇、丙烯酸脂和氯化铜溶于去离子水中，经搅拌完全溶解后，在搅拌条件下向该溶液中滴加的氢氧化钠溶液，彻底而全部生成兰色的氢化化铜沉淀，然后在恒定搅拌速率下向兰色的氢氧化铜沉淀溶液中滴加水合肼溶液。待兰色的氢氧化铜沉淀全部被还原成红色的氧化亚铜沉淀后，用去离子水洗涤红色的氧化亚铜数次，然后过滤，减压干燥即得。水溶性树脂和氯化铜的重量比为1-1.5∶1。

水合肼溶液的浓度为10-15mol/l。

本发明的化学反应方程是：

附图中测量曲线均说明本方法确实得到氧化亚铜纳米线。

本发明方法首次在国际上成功制备出氧化亚铜(Cu₂O)纳米线，实验过程简单，易于操作和重复，不需要复杂的工艺条件，便于工业化生产。

四、附图说明

图1为本发明实施例样品的X衍射图

图中说明了氧化亚铜的晶体特性

图2为本发明实施例样品扫描电镜照片图，图2a说明了200nm标度下的氧化亚铜(Cu₂O)纳米线样品，图2b和图2c说明了单根晶体结构。

图3为本发明实施例样品XPS光电子图谱，图3a和图3b分别分析了铜和氧成分，分析结果显示，本发明样品确为氧化亚铜(Cu₂O)。

五、具体实施方式

还原法制备氧化亚铜纳米线的方法的实施例：将200mg的聚乙二醇和一定量的氯化铜178.5mg溶于200ml的去离子水中，用磁力搅拌器搅拌10-15分钟，待聚乙二醇完全溶解后，在恒定搅拌速率下向该溶液中滴加1.2ml的氢氧化钠溶液，搅拌15分钟以确保反应彻底而全部生成兰色的氢化化铜沉淀，然后在恒定搅拌速率下向兰色的氢氧化铜沉淀溶液中滴加1.5ml的浓度为13.7mol/l的水合肼溶液。待兰色的氢氧化铜沉淀全部被还原成红色的氧化亚铜沉淀后，用去离子水洗涤红色的氧化亚铜数次，然后过滤，置于真空烘箱中55-65℃烘烤3小时除去水分。

聚乙烯醇、丙烯酸脂的实施例工艺条件同上述。