无机功能材料硫化铜纳米粉体的溶剂热合成研究
生物质基纳米硫化铜复合功能材料的构建与性能

生物质基纳米硫化铜复合功能材料的构建与性能硫化铜(CuS)是一种重要的过渡金属硫化物,属于p型半导体,纳米硫化铜(CuS-NCs)具有优异的光电特性、光热特性、催化能力、电导和电容特性,在光学、电学、传感、催化以及生物医学领域都具有广阔的应用前景,因此其制备方法备受关注。
目前CuS-NCs常见合成方法中往往需要使用表面活性剂阻止纳米晶的团聚,这使得制备方法复杂化,成本相对较高,而且给产物的纯化带来困难,并造成环境污染,这在很大程度上限制了CuS-NCs的应用。
生物质是地球上来源最丰富的有机化合物,是替代石油能源的理想原料之一。
而含多羟基的生物质能通过分子间的氢键形成超分子,因此可以用作引导CuS-NCs生长的模板,同时稳定CuS-NCs,从而起到代替合成表面活性剂的作用。
更重要的是,生物质具有良好的生物降解性和生物相容性,且能够与很多客体分子形成化学键连接,应用时无需将生物质与CuS-NCs分离,能够很大程度上解决CuS-NCs的应用难题。
本论文以生物质为软模板和稳定剂,便捷、绿色地制备CuS-NCs,同时研发出新型的生物质基纳米硫化铜复合功能材料,包括抗菌纸、导电/光催化纸、超级电容器电极纸和抗肿瘤材料。
本论文的主要研究内容如下:(1)以木聚糖为软模板和稳定剂,在室温条件下绿色合成硫化铜纳米粒子(CuS NPs),获得木聚糖/纳米硫化铜复合物(CuS@Xylan NPs),其平均粒径为10.1 nm,分散均匀且尺寸稳定;参与合成CuS NPs前后的木聚糖除了发生还原性末端基的剥皮反应,化学结构没有其他变化,木聚糖仅起到模板和稳定剂的作用。
将合成的CuS@Xylan NPs加填到纤维素纳米纤维(CNF)纸幅中制备复合纸,该复合纸具有良好的光热转化性能,在近红外光照射下不仅能够显著杀灭枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),而且对传统抑菌剂很难抑制的黑曲霉(Aspergillus niger)展现出令人满意的杀灭效果。
硫化铜纳米晶体材料的研究进展

硫化铜纳米晶体材料的研究进展裴立宅;杨连金;樊传刚【摘要】硫化铜纳米晶体材料具有纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米管、纳米花等多种形态,拥有良好的光学、光电特性及催化能力,可以通过水热法、湿化学合成法、模板法、微波法等多种方法来合成.详细介绍了不同形态的硫化铜纳米晶体材料近年来在国内外的最新研究进展,最后指出了硫化铜纳米晶体材料的发展方向.【期刊名称】《铜业工程》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】5页(P39-43)【关键词】硫化铜;纳米晶体;进展【作者】裴立宅;杨连金;樊传刚【作者单位】安徽工业大学,材料科学与工程学院,安徽省金属材料与加工重点实验室,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,材料科学与工程学院,安徽省金属材料与加工重点实验室,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,材料科学与工程学院,安徽省金属材料与加工重点实验室,安徽,马鞍山,243002【正文语种】中文【中图分类】TN305.3硫化铜是一种重要的过渡金属硫化物,具有良好的催化活性、可见光吸收、光致发光、三阶非线性极化率和三阶非线性响应速度等性能,在太阳能电池、光电转换开关、气敏传感器等领域具有很好的应用前景。
随着纳米技术的发展,由于量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,硫化铜纳米晶体材料具有块体材料无法比拟的光电特性、催化能力、高电导率和高能电容特性[1]而成为国内外的研究热点之一。
根据硫化铜纳米晶体材料的形貌,可以分为纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米管及纳米花等多种,可以通过水热法、湿化学合成法、模板法、微波法等多种方法合成,这为构筑纳米器件提供了多种新型的纳米材料,促进了硫化铜纳米晶体材料的可能应用。
硫化铜在不同气氛内加易分解及反应,所以本文综述的各种方法合成的硫化铜纳米晶体需要在真空干燥箱内干燥,以防止硫化铜纳米晶氧化,并于室温下保存。
因此,通过各种方法合成的硫化铜纳米晶体是可以稳定存在的。
鉴于硫化铜纳米晶体材料的重要性,本文主要介绍近年来国内外在不同形态硫化铜纳米晶体材料的合成及性能研究的最新进展,以对相关研究者起到借鉴作用。
CuO纳米粉体材料的制备与表征_李闪闪

周口师范学院学报 Journal of Zhoukou Normal University
2014 年 9 月 Sep.2014
CuO 纳米粉体材料的制备与表征
李闪闪,石亚琳,柴春霞* ,王月秀,张彭程,朱明柳,郭 曼,彭 鹏
(周口师范学院 化学化工学院,河南 周口 466001)
CuO 的结晶性能和 颗 粒 尺 寸 对 材 料 性 能 有 不 同 的 影 响 ,如 具 有 较 大 的 颗 粒 尺 寸 和 较 小 表 面 积 的
CuO 晶体,有较 好 的 电 化 学 循 环 稳 定 性[22].目 前, 对氧化铜纳米粉体材料的合成大多是耗时耗能的 反 应 过 程,低 温 条 件 的 合 成 被 关 注 不 多,因 此 对 CuO 在低温下合成途 径 进 行 进 一 步 研 究 具 有 一 定 的实际应用价值.
2.1 NaOH 的浓度 对 CuO 样 品 物 相 和 形 貌 的 影 响
在60 ℃下,反应60min,搅拌速度为1 200r/ min 时,分 别 加 入 1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mol/L NaOH 溶液 进 行 系 列 对 比 实 验.图 1a,b,c分 别 是 NaOH 浓 度 为 1.0,2.0,5.0 mol/L 所 得 样 品 的 XRD 图.结果显示,1.0mol/L NaOH 溶 液 中 所 得 的产物是 CuO 和 Cu (OH)2 的 混 合 物(图 1a).当 NaOH 浓 度 增 大 到 2.0 mol/L 时,得 到 纯 相 的 CuO 产 物.衍 射 图 谱 (图 1b,c)中,对 应 CuO 的 (110),(11-1),(111)和 (20-2)的 主 要 衍 射 峰 清 晰 可 见 ,无 其 他 的 杂 峰 出 现 ,说 明 样 品 中 无 杂 相 ,为 纯
纳米氧化铜合成方法综述

1、催化氧化法:催化氧化法是一种常用的合成纳米氧化铜的方法,它利用铜的氧化还原反应来制备纳米氧化铜,需要使用一种有效的催化剂,如硝酸铜,氧化铜,氧化锌等。
此外,它还需要一定的温度,以及一定的PH值,以促进反应,使铜离子氧化变成氧化铜粒子。
2、溶剂热法:溶剂热法是一种利用溶剂热效应来制备纳米氧化铜的方法,它的原理是,将铜的氧化物(如硝酸铜)溶解在溶剂中,然后加热,当温度达到一定程度时,溶剂中的铜离子开始氧化,形成纳米氧化铜。
3、沉淀法:沉淀法是一种常用的合成纳米氧化铜的方法,它的原理是,将铜的氧化物(如硝酸铜)溶解在溶剂中,然后加入一定量的沉淀剂,如硝酸钠,氯化钠等,使溶解的铜离子沉淀出来,形成纳米氧化铜。
4、超声波法:超声波法是一种利用超声波来制备纳米氧化铜的方法,它的原理是,将铜的氧化物(如硝酸铜)溶解在溶剂中,然后用超声波来加速氧化反应,使溶解的铜离子氧化变成氧化铜粒子,形成纳米氧化铜。
水热与溶剂热合成技术研究进展综述

水热与溶剂热合成技术研究进展综述摘要:水热与溶剂热合成是无机合成中的重要技术,在大多技术领域得到广泛的研究和应用,是近年来十分活跃的研究领域。
本文概述了水热与溶剂热合成的基本特点和反应类型,综述近年来水热与溶剂热合成技术的应用以及研究进展。
关键词:水热合成;溶剂热合成;无机合成技术;应用;研究进展;现状。
1 前言水热和溶剂热合成研究工作经久不衰并逐步演化出新的研究课题如水热条件下的生命起源问题以及与环境友好的超临界水氧化过程。
由于水热与溶剂热合成化学在材料领域的广泛应用,世界各国越来越重视这一领域的研究。
水热与溶剂热合成是指在一定温度(100~1000℃)和压强(1~100MPa)条件下利用溶液中物质化学反应所进行的合成,是研究物质在高温和密闭高压溶液条件下的化学行为与规律的化学分支。
水热法是模拟自然界中某些矿石的形成过程而发展起来的一种软化学合成法,已被广泛地应用于材料制备、化学反应和处理,不仅在实验室里得到了应用和持续的研究,而且实现了产业规模的人工水晶水热生长,成为十分活跃的研究领域。
溶剂热反应是近年来材料领域的一大研究热点,它是水热反应的发展,与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机溶剂而不是水。
与其它制备路线相比,溶剂热反应的显著特点在于反应条件非常温和,可以稳定亚稳物相、制备新物质、发展新的制备路线等。
2水热与溶剂热合成基础2.1 水热与溶剂热合成的基本特点水热法是指在密闭的不锈钢反应釜中,以水为溶剂,在一定温度下,在水自身产生的压强(即水的自生压强)下,反应混合物进行反应生成产物的合成方法。
溶剂热反应是水热反应的发展,该法以非水溶剂代替水,不仅扩大了水热技术的应用范围,而且由于溶剂处在近临界的状态下,能够实现通常条件下无法实现的许多反应,合成通常条件下无法制得的物相或物种,并且能生成介稳态结构的材料,很大程度上扩展了纳米功能材料合成的领域[1]。
水热与溶剂热合成研究特点之一是,在高温高压条件下,水或其它溶剂处于临界或超临界状态,反应活性提高。
cus纳米颗粒的制备

cus纳米颗粒的制备1. 引言纳米颗粒具有较大的比表面积和尺寸效应,因此在材料科学、生物医学、能源储存等领域有着广泛的应用。
cus纳米颗粒是一种由铜和硫元素组成的纳米颗粒,具有很高的导电性和光催化活性。
本文将介绍cus纳米颗粒的制备方法。
2. 制备方法cus纳米颗粒的制备方法主要包括溶液法、气相法和固相法等。
以下将详细介绍其中一种常用的溶液法。
2.1 溶液法溶液法是一种简单且可控性较好的制备cus纳米颗粒的方法。
具体步骤如下:2.1.1 原料准备首先需要准备铜盐和硫化物盐作为原料,常用的铜盐包括硫酸铜、氯化铜等,而硫化物盐可以选择硫化钠、硫化氢等。
2.1.2 溶液制备将适量的铜盐溶解在去离子水中,搅拌均匀。
同时,在另一个容器中溶解硫化物盐,同样需要搅拌均匀。
2.1.3 混合反应将铜盐溶液缓慢地注入硫化物盐溶液中,并继续搅拌。
在反应过程中,会生成cus纳米颗粒。
为了控制颗粒的大小和形态,可以调节反应温度、浓度和搅拌速度等参数。
2.1.4 沉淀分离反应完成后,通过离心或过滤的方式将cus纳米颗粒从溶液中分离出来。
洗涤过程可以使用去离子水或有机溶剂来去除杂质。
2.1.5 干燥处理将分离得到的cus纳米颗粒进行干燥处理,可以选择自然晾干或使用烘箱等设备进行加热干燥。
2.2 其他制备方法除了溶液法外,气相法和固相法也常用于cus纳米颗粒的制备。
气相法主要通过气相沉积、气凝胶法等将铜和硫元素转化为纳米颗粒;固相法则是通过高温固相反应将粉末状的铜和硫化物转化为纳米颗粒。
3. 表征方法cus纳米颗粒的制备完成后,需要进行表征以确定其形貌、尺寸和结构等性质。
常用的表征方法包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等。
4. 应用前景cus纳米颗粒具有较高的导电性和光催化活性,因此在材料科学、生物医学、能源储存等领域有着广泛的应用前景。
例如,在太阳能电池中可以作为光催化剂,提高光电转换效率;在生物医学领域可以作为药物载体,实现靶向治疗。
纳米金属硫化物的可控合成及其性能研究
摘要纳米金属硫化物的可控合成及其性能研究摘要近年来,纳米金属硫化物由于其具有非常复杂的结构及丰富的物理和化学性质,在纳米激光器、固体润滑剂、催化剂、储氢材料和场发射材料等方面都有着广泛的应用前景[1]。
发展简便、可控、普适、环境友好的纳米金属硫化合物合成方法以获得具有特定组成、尺寸、形貌的纳米材料,对纳米材料的实用化具有重要的意义[2]。
本论文主要采用高温热分解单源前驱体法,选取适当的反应时间、温度以及表面活性剂的组成来控制金属硫化物纳米晶的形貌及性能。
其中纳米晶主要包括具有荧光特性与催化性能的硫化镉纳米晶、锰离子掺杂的硫化锌纳米线、潜在催化性能的花状硫化锰纳米晶和硫化铋纳米晶。
并通过对其形貌的控制来更进一步探讨了纳米晶生长的机理。
论文的主要内容及结果如下:1.用单源前驱体二乙基二硫代氨基甲酸镉Cd(Ddtc)2在油胺和十八烯混合溶剂中合成了CdS纳米棒(10nm×3nm),而在油酸,油胺和十八烯的混合溶剂中合成粒径6nm的CdS量子点。
体系的反应温度都是260℃,并且它们都具有良好的荧光特性,发射波长在620nm。
由于油胺对CdS纳米晶(100)晶面的选择性吸附,使得CdS在生长的过程中形成了1D纳米棒。
而当加入等物质的量油酸时,它的存在会使油胺的吸附作用减弱,因而在成核结晶的过程中,CdS纳米晶表面趋于稳定,从而形成吉布斯自由能低的量子点结构。
通过温度和时间的控制,可以获得长径比可调CdS纳米棒和粒径可调的CdS量子点。
2.在原有的Zn(Ddtc)2在纯油胺溶液中合成了六方相的ZnS超细单晶纳米线基础上,通过减少前躯体的量,ZnS纳米线的直径由4.4nm降至2.6nm;并且通过锰离子的掺杂让ZnS纳米线在584nm处具有很强的发射峰。
最后讨论了不同反应温度以及掺杂量对ZnS纳米线荧光特性的影响,结果表明在260℃,锰离子掺杂量在1%时,ZnS纳米线荧光特性最强。
3. 用Bi(Ddtc)3在油胺,十八烯的混合溶剂中合成了片状结构的硫化铋纳米晶,为其在锂离子电池中的进一步应用奠定了基础。
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无机功能材料硫化铜纳米粉体的溶剂热合成研究
硫化铜纳米粉体是一种重要的无机功能材料,具有广泛的应用前景。
目前,溶剂热合
成是制备硫化铜纳米粉体的一种重要方法。
本文就溶剂热合成制备硫化铜纳米粉体进行了
研究。
1.实验方法
本实验采用硫脲(CS(NH2)2)作为硫源,硫酸铜(CuSO4)作为铜源,环己烷(C6H12)作为溶剂,异辛醇(C8H18O)作为表面活性剂,通过溶剂热合成制备硫化铜纳米粉体。
首先,将CuSO4和CS(NH2)2加入异辛醇中,经超声处理悬浮均匀。
然后,在磁力搅拌下将异辛醇的溶液加入环己烷中,形成疏水相。
加热至160℃,反应4小时,得到硫化铜
纳米粉体。
最后,采用离心和重复分散的方法,将硫化铜纳米粉体分离出来。
2.实验结果
通过SEM和TEM分析,得到制备的硫化铜纳米粉体的粒径约为15nm,形态较为均匀。
XRD分析表明,硫化铜纳米粉体的晶相为晶体型Cu2S。
3.实验讨论
溶剂热合成是制备硫化铜纳米粉体的常用方法之一,因为其具有以下优点:合成反应
条件温和,且有利于控制反应动力学过程;可以制备出高纯度、无杂质、粒径均匀、分散
性良好的硫化铜纳米粉体。
本实验采用硫脲作为硫源,可以降低制备硫化铜纳米粉体的成本,在实际应用中具有
一定的优势。
同时,添加异辛醇作为表面活性剂,可以增强纳米粒子的分散性,制备出更
为均匀的硫化铜纳米粉体。
4.结论
本实验成功地制备了硫化铜纳米粉体,粒径约为15nm,形态较为均匀。
实验结果表明,溶剂热合成是一种有效的制备硫化铜纳米粉体的方法。
本实验所采用的合成方法简单、操
作易行、成本较低,具有一定的实际应用价值。