[发明专利]一种CuAlO2纳米晶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米半导体材料领域，特别涉及一种CuAlO2纳米晶的制备方法。 

背景技术

CuAlO₂是P型半导体材料，直接和间接带隙分别为1.8和3.5ev，具有铜铁矿结构，铜层之间存在d¹⁰-d¹⁰弱相互作用，这种相互作用在很大程度上决定了CuAlO₂的光电性质。CuAlO₂单晶的制备已取得一定进展，在空气氛中，将Al₂O₃-Cu₂O后在1200℃下煅烧后可制得CuAlO₂单晶；在氮气氛中，Cu₂O和Al₂O₃在1100℃下进行固相反应则制得CuAlO₂多晶。但CuAlO₂纳米晶的制备还鲜有文献报道。近年来发展起来的水热合成法在单晶、薄膜及粉体材料制备等领域得到了广泛的应用。水热合成具有反应条件温和、产物纯度高、晶粒发育完整、粒度分布均匀、形状可控且不需要煅烧处理等优点。目前，水热合成已成为制备纳米材料、微孔晶体和介稳态物质的有效方法，并已扩展到复合氧化物、氟化物等纳米晶的制备。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种CuAlO2纳米晶的制备方法，以解决现有技术中无法合成制备CuAlO₂纳米晶的问题。 

本发明的目的是这样实现的，一种CuAlO₂纳米晶的制备方法，包括如下步骤： 

首先，用沉淀法制备新鲜的Cu₂O和Al(OH)₃。 

然后，将新制备的、摩尔比为1.3～2.0∶1的Cu₂O粉末和Al(OH)₃混合， 加入去离子水后充分搅拌，得浆状物，将该浆状物加入高压反应釜中，填充率为70～75％，密封后在350℃～500℃范围内反应15～48h，待反应釜自然冷却到室温后，打开反应釜，沉淀依次用稀氨水、稀盐酸溶液浸泡，直到氨水溶液和盐酸溶液无色为止。 

最后，依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤，所得蓝灰色粉末在50℃左右真空干燥2～4h，即得CuAlO₂纳米晶。 

作为本发明的进一步改进，所述反应温度为380℃～420℃。 

作为本发明的进一步改进，所述反应时间为20～30h。 

本发明的反应机理为：以Cu₂O和Cu₂O为起始原料，在水热条件下，生成CuAlO₂纳米晶的总反应可表示为：Cu₂O+Al(OH)₃→2CuAlO₂+3H₂O(1)；