[发明专利]氧化亚铜纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明属于纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种氧化亚铜纳米颗粒的制备方法，包括：选取一超疏水导电基底；配制沉积液：溶解水溶性铜盐与水溶性络合盐，并调节至中性；其中，水溶性铜盐中铜离子与水溶性络合盐中阴离子的物质的量之比为1:5～1:30；恒电流沉积：将超疏水导电基底浸入沉积液中，并以超疏水导电基底作为工作电极，在‑0.5mA/cm²～‑0.1mA/cm²的电流密度下进行恒电流沉积，获得氧化亚铜纳米颗粒。本发明以超疏水导电基底作为电沉积基底并利用了其浸润性特点，提供了一种全新的简单环保的氧化亚铜纳米颗粒的制备方法，该制备方法工艺简单、易于控制，且避免了现有技术中强碱环境下进行电沉积或涉及有毒物质的弊端，有助于实现廉价环保的大规模生产。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体地讲，涉及一种氧化亚铜纳米颗粒的制备方法。

背景技术

氧化亚铜(Cu₂O)作为一种具有低耗、窄带隙、无毒等优点的p-型半导体材料，现已被广泛应用于太阳能转换、锂离子电池、生物传感等领域，成为一种前景广阔的功能半导体材料。

在诸多无机材料的制备方法中，电化学沉积作为一种具有成本低、操作简单、易于大面积使用等特点的制备方法，而被广泛应用于金属氧化物的制备中。但是，在采用传统的电沉积制备Cu₂O的过程中，由于OH^-在反应界面处的浓度不稳定容易导致沉积曲线发现振荡现象，如Switzer团队发现，在电沉积制备Cu₂O时，当电沉积环境的pH＜8.5时，发生如下式(1)的反应而得到单质Cu：

Cu²⁺+2e^-→Cu↓ 式(1)

当电沉积环境为8.5＜pH＜10时，沉积曲线会发生振荡现象，得到Cu/Cu₂O的复合物；只有在pH＞10的强碱性电沉积条件下，才会得到纯净的Cu₂O。虽然人们做了大量的研究工作，也开发了多种新方法，但是由于制备过程中需要OH^-作为反应物参与反应，提高沉积液中OH^-浓度以保证得到纯净的Cu₂O仍是现在最为主要和有效的方法。显然，高pH的强碱性条件会对反应容器和环境造成很大的负担，对大范围推广和产业化应用十分不利。

为了解决上述问题，人们做了许多尝试，其中利用其它氧源来替代OH^-的使用是当下最为主要的方式，这些氧源主要有NO₃^-、H₂O₂等，但是，NO₃^-的使用会在反应过程中会发生如下式(2)的反应而产生剧毒的NO₂^-，对环境造成危害：

与此同时，强氧化性的H₂O₂也会对反应容器和环境造成破坏。因此，探索一种在中性无毒的沉积环境下制备纯净的Cu₂O的方法是非常有意义的。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种氧化亚铜纳米颗粒的制备方法，该制备方法工艺简单、易于控制，不会造成环境污染，是一种简单环保的制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：