[发明专利]一种具有多棱边结构的立方形铜颗粒的制备方法

说明书

本发明提供一种具有多棱边结构的立方形铜颗粒的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤S1：用铜盐、碱金属氢氧化物、聚乙烯吡咯烷酮和去离子水配制电解液；步骤S2：将阳极片和阴极片垂直插入电解液中，施加首次电解电流进行首次电解；步骤S3：首次电解结束后，对电解液进行搅拌，施加二次电解电流进行二次电解，所述二次电解电流不大于所述首次电解电流大小的三分之一；步骤S4：二次电解结束后，在阴极片表面得到具有多棱边结构的立方形铜颗粒。本发明通过二次电解在立方形铜颗粒上引入多棱边结构，增加铜颗粒比表面积，使其具有更多的活性位点和接触面积，光学和催化性能得以提升。

技术领域

本发明涉及功能材料的制备技术领域，具体涉及一种具有多棱边结构的立方形铜颗粒的制备方法。

背景技术

与贵金属颗粒相比，铜颗粒也具有优异的光学、电学、热学和催化性能，并在许多领域中都具有重要的应用潜能，同时储量丰富，价格低廉，逐渐成为替代金、银等材料的选择。

铜颗粒按照结构和形貌的不同可分为线、棒、片、球、立方体、八面体等，到目前为止，已经探索出很多方法制备线、棒、球和八面体等结构的铜颗粒，而片状或立方体状的铜颗粒的相关报道则相对较少。

同时，铜颗粒在光和催化方面的性能与颗粒的比表面积具有很大关系，通过控制其不同类别的形状和结构的合成以改变比表面积，提升光性能和催化性能的技术已较为成熟，而在同一类别的形状下对颗粒进行二次创新和提升的相关报道则相对较少，如增加颗粒的边/角数目，同样可以提升比表面积。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种具有多棱边结构的立方形铜颗粒的制备方法，提出了一种制备立方形铜颗粒的制备方法，并对颗粒进行二次生长，通过在单立方形铜颗粒上引入更多棱边，提高了立方形铜颗粒的比表面积，使其具有更多的接触位点，增强其光学性能和催化活性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有多棱边结构的立方形铜颗粒的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤S1：用铜盐、碱金属氢氧化物、聚乙烯吡咯烷酮和去离子水配制电解液；

步骤S2：将阳极片和阴极片垂直插入电解液中，施加首次电解电流进行首次电解；

步骤S3：首次电解结束后，对电解液进行搅拌，施加二次电解电流进行二次电解，所述二次电解电流不大于所述首次电解电流大小的三分之一；

步骤S4：二次电解结束后，在阴极片表面得到具有多棱边结构的立方形铜颗粒。

进一步，步骤S1中，铜盐为氯化铜、硫酸铜和硝酸铜的一种或几种，电解液中，铜离子浓度为0.1～0.2mol/L，碱金属氢氧化物浓度为0.05～0.1mol/L，聚乙烯吡咯烷酮浓度为0.04～0.06mol/L。

进一步，步骤S2中，首次电解的电流为1.5～2A；步骤S3中，二次电解的电流为0.3～0.5A。

再进一步，步骤S2中，首次电解的时间为20～30min，温度为20～50℃；步骤S3中，二次电解的时间为10～20min，温度为50～100℃。

再进一步，首次电解和二次电解的电压相同，为20～30V。

进一步，步骤S2中，阳极片是直径为10～20mm，厚度为2～4mm的铜圆片，连接直流电源正极；阴极片是直径为10～20mm，厚度为2～4mm的石墨圆片，连接所述直流电源负极。

进一步，步骤S2中，阳极片和阴极片的间隔距离为5～10mm。

进一步，步骤S3中，搅拌速度为800rpm～1200rpm。

进一步，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠。