[发明专利]一种纳米氧化亚铜立方体单晶的制备方法、应用及冷冻液

说明书

本发明涉及一种纳米氧化亚铜立方体单晶的制备方法、应用及冷冻液，制备方法包括以下步骤：S1：将铜盐和十二烷基硫酸钠用超纯水溶解并搅拌均匀。S2：加入碱的水溶液进行反应。S3：加入还原剂水溶液进行反应。S4：将步骤S3的反应产物分离并清洗，得到40nm氧化亚铜立方体单晶。其中，所述铜盐、十二烷基硫酸钠、碱和还原剂的质量比为40～90：0～215：16～28：30～45。本发明可以制备40nm氧化亚铜立方体单晶，相比于现有的沉淀法、水热法、溶剂热法制备工艺，具有简便、绿色、低成本的特点，通过本发明方法制备得到的40nm氧化亚铜立方体单晶分散应用的冷冻液中，可以有效地改善冷冻液的传热效率，进而提高冷冻效率。

技术领域

本发明涉及纳米晶体制备技术领域，尤其涉及一种纳米氧化亚铜立方体单晶的制备方法、应用及冷冻液。

背景技术

制冷技术在房屋温度调节、食材输运、食物保鲜等方面起到重要作用，为国民的生活水平提供了强大的技术支撑。其中，制冷液是制冷技术的核心载体，通过制冷液的热传导使得工作环境温度急速下降达到制冷目的。近些年来，研究表明将纳米材料分散到液体中形成纳米流体能够显著提升液体的传热性能，使得纳米流体在传热领域中的应用得到了广泛关注。一般来说，纳米流体可以通过自身高的导热系数、纳米颗粒的布朗运动和纳米颗粒表面的界面层等来提高整体传热性能。纳米颗粒自身通过电子传导和晶格振动进行热传导，和布朗运动和纳米颗粒的尺寸有很大的关系，可以通过降低尺寸有效提高布朗运动，以及通过结晶性很好的单晶来减少颗粒内部缺陷，使得电子和声子传导效率提高，从而进一步提升热传导效率。目前，关于纳米流体在制冷液中的应用还处于初步研究阶段，特别地，以铜基金属氧化物纳米材料为研究对象的报道还比较少。

氧化亚铜(Cu₂O)是一种P型半导体金属氧化物材料，具有原料资源丰富、价格低廉等特点。氧化亚铜具有独特的催化、气体传感、光催化和热传导等性能，在能源、化学化工、光电器件、生物医药等领域的应用受到了广泛关注。迄今为止，氧化亚铜纳米材料主要是利用沉淀法、水热法、溶剂热法等合成方法，通常需要加热条件或者使用强还原剂(水合肼等)将铜盐进行还原制备得到。例如，在60℃的热水浴中使用葡萄糖为还原剂制备得到2μm左右的氧化亚铜内凹八面体结构(Wang,X.；Liu,C.；Zheng,B.；Jiang,Y.；Zhang,L.；Xie,Z.；Zheng,L.J.Mater.Chem.A,2013,1,282)。然而，绝大多数已报道的氧化亚铜尺寸为几百纳米甚至微米级，低于100nm的报道还比较少。因此，制备100nm以下，特别是50nm以下的单晶氧化亚铜纳米晶能够显著提升颗粒的布朗运动，有利于改善氧化亚铜纳米流体的稳定性和传热效率，具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米氧化亚铜立方体单晶的制备方法、应用及冷冻液，其能够制备出尺寸为40nm的氧化亚铜立方体单晶，制备方法简便且成本低。

为达到上述目的，本发明公开了一种纳米氧化亚铜立方体单晶的制备方法，其包括以下步骤：

S1：将铜盐和十二烷基硫酸钠用超纯水溶解并搅拌均匀。

S2：加入碱的水溶液进行反应。

S3：加入还原剂水溶液进行反应。

S4：将步骤S3的反应产物分离并清洗，得到40nm氧化亚铜立方体单晶。

其中，所述铜盐、十二烷基硫酸钠、碱和还原剂的质量比为40～90：0～215：16～28：30～45。

优选地，所述铜盐、十二烷基硫酸钠、碱和还原剂的质量比为85：72：18：35。

优选地，所述铜盐为氯化铜、醋酸铜、硫酸铜中的一种。

优选地，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种；所述还原剂为抗坏血酸、柠檬酸中的一种。