[发明专利]一种不同形貌结构的CuO纳米晶材料的可控制备方法

说明书

本发明公开了一种不同形貌结构的CuO纳米晶材料的可控制备方法，制备方法包括以下步骤：配制CuSO₄电解液，由五水合硫酸铜晶体、NaCl固体、明胶固体溶解在蒸馏水中制得；制作生长基底，生长基底为圆铜片，将圆铜片先进行退火处理，然后进行超声处理；制备CuO纳米晶，准备电解反应池，开始电解过程；进行后处理，将生长出CuO纳米晶的生长基底进行清洗干燥。本发明相较于其他制备方法能够在不引入添加剂且仅改变反应条件参数的情况下制备出多种不同形貌(片状和微球状)和结构大小的CuO纳米晶，且工艺流程简单，原料成本低廉，生产周期短，效率高。

技术领域

本发明涉及CuO的制备方法领域，具体涉及一种不同形貌结构的CuO纳米晶材料的可控制备方法。

背景技术

氧化铜，是一种p型半导体氧化物，具有窄带隙。普通的氧化铜主要用作陶瓷、搪瓷、玻璃的着色剂、颜料用来制造人造宝石、陶瓷釉彩、有色玻璃等，当氧化铜粉体大小达到纳米级后，由于其小尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应、体积效应的影响，它将会显现出独特的性能，纳米氧化铜材料属于典型的金属氧化物半导体纳米材料，在气体传感器、锂电池电极材料、太阳能电池、催化反应、生物制药、环境处理等众多方面具有较好的应用。

近年来，科研工作者积极探索合成不同形貌的氧化铜纳米材料，目前，纳米氧化铜的制备方法主要有微乳液法、水热合成法、相沉淀法、溶胶凝胶法、模板法、喷雾热解法、薄膜生长法、激光蒸凝法、电化学法等，制备出的结构包括纳米线、纳米花、纳米片、纳米棒、纳米薄膜等。

现有技术中，中国专利(申请号：201910765545.4，专利名称：一种片状纳米氧化铜的制备方法及其应用，公开号：110436508，公开日：2019.11.12)公开了一种片状纳米氧化铜的制备方法及其应用，中国专利(申请号：202010425058.6，专利名称：一种氧化铜纳米棒的制备方法，公开号：111422897，公开日：2020.07.17)公开了一种氧化铜纳米棒的制备方法，中国专利(申请号：201811194663.6，专利名称：一种氧化铜纳米线的制备方法，公开号：109305696，公开日：2019.02.05)公开了一种氧化铜纳米线的制备方法，中国专利(申请号：202010360492.0，专利名称：一种CuO纳米管及其制备方法，公开号：111362297，公开日：2020.07.03)公开了一种CuO纳米管及其制备方法，中国专利(申请号：202010548827.1，专利名称：一种花状氧化铜纳米球的合成方法及应用，公开号：111517358，公开日：2020.08.11)公开了一种花状氧化铜纳米球的合成方法及应用，以上专利分别提出了片状、棒状、线状、管状或球状的CuO纳米晶的制备方法，但每一个单一的制备方法只能制备出单一的CuO，形貌不可控，不能制备出多种结构，因此有必要探索出一种能够选择性控制合成不同形貌和结构的新型制备方法(比如控制改变反应物浓度或反应条件参数)。

现有技术中，中国专利(申请号：201711396625.4，专利名称：氧化铜纳米晶及银/氧化铜异质结构的制备方法，公开号：108067254，公开日：2018.05.25)公开了一种氧化铜纳米晶及银/氧化铜异质结构的制备方法，在亲水基底上通过改变反应物浓度和反应条件参数制备出了不同形貌的分层多孔CuO纳米晶(片状和球状)，但是在制备过程中不仅需要改变反应物浓度，而且改变了反应条件参数，同时，在固液反应相中掺入气体蒸发参与反应导致操作流程变得繁琐，且分步煅烧导致制备时间较长，生产效率低，因此有必要探索出一种既能通过仅改变反应条件参数或反应物浓度中的一项即可制得不同形貌和结构的CuO纳米晶，且反应流程简单、周期短、效率高的新型制备方法。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种处理效果好的不同形貌结构的CuO纳米晶材料的可控制备方法，该不同形貌结构的CuO纳米晶材料的可控制备方法能克服现有技术制备出的材料形貌结构单一的问题，能够仅通过改变反应条件参数来选择性控制合成不同形貌和结构的CuO纳米晶，同时满足反应流程简单、周期短、效率高、原料成本低廉等需求。