[发明专利]一种采用微波制备氧化亚铜纳米线的方法

说明书

本发明公开了一种采用微波制备氧化亚铜纳米线的方法，是一种快速的，液相一维氧化亚铜纳米线粉体制备的方法，属于无机纳米材料制备技术领域。以铜盐，表面活性剂，沉淀剂，还原剂为组分的混合物体系，通过短时间微波处理得到氧化亚铜纳米线粉体。本发明提供的材料在乙醇中分散，TEM测试结果显示其为径向尺寸5～20 nm的一维结构材料。本发明提供的微波制备氧化亚铜纳米线的方法，操作简便，工艺易控制，为快速、高产制备氧化亚铜纳米线提供了一种新的途径。

技术领域

本发明涉及一种纳米材料的制备方法，尤其是氧化亚铜纳米线的微波制备方法。

背景技术

纳米氧化亚铜是一种窄带隙的P型半导体材料，带隙在2.0～2.3eV之间，有优良的光催化，抗菌，光电转化性能。因其吸收大部分的可见光，产生的电子-空穴对有催化活性，所以在污水处理，太阳能电池，防污涂料等方面有着广阔的应用前景。氧化亚铜纳米线是一种一维纳米材料，相比零维纳米材料，比表面效应，量子尺寸效应，量子隧道效应更突出，性能更优异，是材料研究的热点。

目前,氧化亚铜纳米颗粒的制备已多见报道，中国发明专利CN103787402B和CN103833065A公开的氧化亚铜纳米线的制备，需要基材载体，步骤繁琐，纳米线径向尺寸大（100 nm左右），并且生长在载体上，限制了氧化亚铜纳米线的应用；中国发明专利CN104477968A和文献DOI:10.1016/j.matchemphys.2008公开的氧化亚铜纳米线的制备方法，其反应时间长，且需要高温，表面活性剂的诱导生长等严格的条件。

发明内容

本发明针对现有氧化亚铜纳米线制备技术存在的条件严格，工艺繁琐等问题，提供一种液相快速制备尺寸小，形貌均匀的氧化亚铜纳米线的微波制备方法，以促进氧化亚铜纳米线的产业应用。

实现本发明目的的技术方案是提供一种采用微波制备氧化亚铜纳米线的方法，包括以下步骤：

（1）在醇溶剂中加入非离子型表面活性剂、铜盐水溶液，非离子型表面活性剂的浓度为0～1 g/L，分散均匀，制成溶液；

（2）搅拌条件下，按氢氧化钠与铜盐的质量比为1.5～2：1，将氢氧化钠水溶液加入到步骤（1）制成的溶液中反应，得到悬浊液；

（3）将悬浊液置于微波反应器中，在温度为150～200℃，微波功率为400～800W的条件下反应5～10 min，得到沉淀物；

（4）沉淀物经水洗、醇洗、真空干燥后，得到一种氧化亚铜纳米线粉末。

本发明所述的醇溶剂为还原性的乙二醇，聚乙二醇200，聚乙二醇400中的一种。

所述的非离子型表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。

所述的铜盐溶液为醋酸铜，氯化铜溶液中的一种。

在本发明技术方案中，所述真空干燥的温度为40～70℃，干燥时间为4～8 h。

本发明采用微波法制备纳米粉体材料，其原理是：利用微波的高能电磁波使体系从内到外均匀受热，解决在晶粒生长过程中因为温度梯度而产生的晶体长大团聚问题；同时，由于微波加热均匀，升温速度快，缩短了反应时间，制得的纳米颗粒均匀，产量高；本发明采用微波法制备的氧化亚铜纳米线径向仅为20 nm左右，反应时间只需8～10 min.

与现有技术相比，本发明的突出效果在于，用快速的微波方法能够制备径向尺寸小，形貌均匀的氧化亚铜纳米线粉末，能够均匀地分散于溶剂中，可广泛应用于工业制品；制备方法具有快捷、高产的特点。

附图说明

图1 是本发明实施例1所制备的氧化亚铜纳米线的透射电镜（TEM）图像；

图2 是本发明实施例1所制备的氧化亚铜纳米线的X射线衍射（XRD）图像；