[发明专利]一种氧化亚铜超级晶体材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种氧化亚铜纳米材料的合成方法，特别是一种氧化亚铜超级晶体材料的制备方法，属于微纳米材料结构控制的领域。

背景技术

氧化亚铜的禁带宽度为2.17eV，是一种典型的p型半导体材料，具有较高的吸光系数和独特的光学性质，是一种前景优良、极具潜力的光催化剂材料，独特的禁带宽度使其在太阳能电池和光电功能器件等领域有广泛的应用。氧化亚铜的结构和形貌对其性能有着重要的影响，因此结构和形貌的控制是新材料应用领域的重要研究部分。早在1993年，Kirk H. Schul等已经报道过Cu₂O的一些微观结构并对其进行了深入的研究，近二十多年来，基于Cu₂O的特殊的半导体性质及其结构，以及在不同的合成方法下具有不同的形貌和尺寸，使其成为了热门的研究方向，Linfeng Gou 和Catherine J. Murphy用水热法合成了Cu₂O立方体，并在此基础上复合贵金属Au纳米颗粒，使得Cu₂O复合材料也成为热门的研究方向。随着对金属氧化物材料不断的研究，Cu₂O材料在气体传感、电化学、光催化电子器件方面的运用将会越来越多，这是因为Cu₂O材料由于具有较高的导电性能，适度的能带以及功能多样性，因此可以广泛应用。氧化亚铜材料的研究引起了人们的极大研究兴趣，但由于晶体结构的限制，使得材料的多功能性、小型化、集成化、高稳定性等受到制约，从而导致其实际应用备受局限。氧化亚铜超级晶体材料因具有表面能高和纳米尺寸效应等优势，使其设计和合成吸引了物理、化学及材料学界的高度重视，并得到了迅猛发展和应用。制造氧化亚铜晶体材料的方法有很多，材料的生产步骤简便、形貌和结构均一稳定，才能在减少环境污染、分离提纯、降低成本和改善器件性能等方面有重要的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、工艺简单、生产高效且能一步合成氧化亚铜超级晶体材料制备方法。

本发明的自组装的氧化亚铜超级晶体材料制备方法，以二价铜的化合物和阴离子表面活性剂为原料，分别以正丁醇和水的混合物为溶剂，放入高压釜中，在50-200℃下反应0.5-24小时，直接获得氧化亚铜超级晶体材料。

实现本发明的技术方案是：一种氧化亚铜超级晶体材料的制备方法，步骤如下：

（1）配制表面活性剂溶液：将阴离子表面活性剂溶解于正丁醇中，形成油相溶液；

（2）配置铜盐溶液：将二价铜化合物利用去离子水超声溶解，配制成铜盐溶液；

（3）制备不同形貌的氧化亚铜材料：在磁力搅拌状态下，向步骤（1）中油相溶液中逐滴加入步骤（2）的铜盐溶液，滴加完毕搅拌30-90min后加入抗坏血酸，再次搅拌1-5h，之后逐滴加入氢氧化钠溶液得到混合溶液，调节pH为9-13，将得到的混合溶液放入高压釜中、于50-180℃温度下恒温反应0.5-24h；

（4）将步骤（3）中高压反应后的产物依次利用蒸馏水和无水乙醇洗涤，洗涤后产物在40℃下干燥12h得到氧化亚铜超级晶体材料。

所述步骤（1）中阴离子表面活性剂为琥珀酸二异辛酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种。

所述步骤（1）中正丁醇与步骤（2）中去离子水的体积比为1:（2-10）。

所述步骤（2）中二价铜化合物与步骤（1）中阴离子表面活性剂的物质的量之比为1:（1-6）。

所述步骤（2）中二价铜化合物与步骤（3）中抗坏血酸的物质的量之比为1:（3-6）

所述步骤（2）中二价铜的化合物为醋酸铜、硝酸铜、硫酸铜中的任意一种。

所述步骤（3）氢氧化钠溶液的浓度为0.1-2mol/L。

所述步骤（3）中滴加速度为2-5s/滴。