[发明专利]一种水热法制备Cu2

说明书

本发明公开了一种水热法制备Cu₂O纳米薄膜的方法。（1）取5.00 mL浓度为0.005~0.2 mol/L H₂O₂溶液与10.00 mL无水乙醇混合均匀放入20 mL反应釜中；（2）将规格1.5 cm×2.5 cm×0.1 cm的Cu片放入步骤（1）反应釜中并在90~180℃下反应1~12小时，即在Cu片上获得光电压值0.0821~0.2574 V的Cu₂O纳米薄膜。本发明利用Cu片先氧化后还原合成Cu₂O薄膜的水热法是首创的，Cu₂O薄膜的光电压达0.2574V，具有优良的光电性能；此方法制备Cu₂O薄膜，对原料及仪器要求不高、工艺简单、周期短，生产过程绿色环保，产品光电性能优良。

技术领域

本发明涉及一种水热法制备Cu₂O纳米薄膜的方法。

背景技术

随着能源问题的日益严峻，太阳能领域的发展备受人们关注。Cu₂O作为一种优良的半导体光电转换材料，禁带宽度约2.1eV，能够在可见光区被有效激发，在理论上光电转化效率可以达到20%，是一种非常有潜力的太阳能电池材料。Cu₂O除了在太阳能方面潜力巨大，在传感器、光催化、电极材料等方面同样具备着很高的研究价值。目前，Cu₂O纳米材料的主要制备方法有水热法、电化学法、磁控溅射法、溶胶-凝胶法、热氧化法等。电化学法生产过程中废液难于处理；磁控溅射法在纳米尺寸控制上很方便，但设备昂贵，难以大规模生产；溶胶-凝胶法对反应工艺参数要求很高，容易发生团聚现象；热氧化法所需要的高温条件对设备的功率稳定性及安全性要求很高。本发明采用水热法制备Cu₂O纳米薄膜，其制备工艺简单，工艺参数容易控制，生产过程绿色环保无毒无害，所得样品光电转换性能良好。该方法所用的反应体系尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种水热法制备Cu₂O纳米薄膜的方法。

具体步骤为：

（1）取5.00 mL浓度为 0.005~0.2 mol/L 的H₂O₂溶液与10.00 mL无水乙醇混合均匀放入20 mL反应釜中。

（2）将规格为1.5 cm×2.5 cm×0.1 cm的Cu片放入步骤（1）反应釜中并在90~180℃下反应1~12小时，即在Cu片上获得光电压值0.0821~0.2574 V的Cu₂O纳米薄膜。

本发明与其他相关技术相比，水热法制备Cu₂O纳米薄膜最显著的特点是反应开始阶段通过H₂O₂氧化Cu片并在其表面生成一层CuO薄膜。随着反应釜温度的升高，乙醇发挥还原作用使CuO转变为Cu₂O薄膜，乙醇被氧化为乙酸，弱酸性的反应体系也有利于Cu₂O的生成。这种利用Cu片先氧化后还原合成Cu₂O薄膜的水热法是首创的，其Cu₂O薄膜的光电压可达0.2574V，具有优良的光电性能。此方法制备Cu₂O薄膜，对原料及仪器要求不高、工艺简单、周期短，生产过程绿色环保，样品光电性能优良。

具体实施方式

实施例1：

（1）取5.00 mL浓度为 0.005 mol/L 的H₂O₂溶液与10.00 mL无水乙醇混合均匀放入20 mL反应釜中。

（2）将规格为1.5 cm×2.5 cm×0.1 cm的Cu片放入步骤（1）反应釜中并在90 ℃下反应1小时，即在Cu片上获得光电压值0.0821 V的Cu₂O纳米薄膜。