纳米氧化铜制备
纳米氧化亚铜的制备及其应用的研究进展
( 1.摘要: 纳米氧化亚铜是一种新型的 p 型半导体材料, 具有活性的空穴 电子对和良好的催化活性, -
因其独特的性质而在诸多领域有着广泛的应用。总结了近年来制备纳米氧化亚铜的方法, 比较了 它们在粒径、 晶型形态控制以及制备条件等方面的优缺点, 并介绍了其性质、 应用等方面的研究进 展。 关键词: 纳米氧化亚铜; 制备; 应用; 纳米材料 中图分类号: O 613. 71; O 647. 33 文献标志码: A 文章编号: 0367
6358( 2011) 09 0573 04 -
Research A dvances in the Preparation and A pplication of N ano Cu2 O WA NG Ye1 , YANG F eng 2*
( 1 . Company 9 , S econd M i l it ary M e di cal Uni v ersi ty ; 2 . De par t me nt of I nor gani c Chemi str y , Phar
macy S ch ool , Se cond M i li t ary M ed i cal Univ e rsi ty , Sh anghai , 200433 , China)
Abstract: As a noval p t y pe semiconducto r ( dir ect band g ap 2. 17 eV ) , nano Cu 2 O mat erial has activ e elect
ron cavity pairs and g ood cat alyt ic act ivit y, t her ef ore, it has been ex tensively applied in various fields. P
reparation methods of nano Cu 2 O in r ecent years are review ed, co mparing t he merits and short comings in par
ticle size, cryst al morpholog y cont rol and preparat io n co nditions. F ur thermor e, adv ances in propert ies and
applicat ions are int ro duced. Key words: nano Cu 2 O; preparat ion; applicat ion; nano material -
纳米材料已在物理、 化学、 医学、 生物学、 航空航 天等诸多领域表现出良好的应用前景 机纳米材料领域, 纳米 Fe 3 O 4
[ 2] [ 1]
要的合成方法有液相合成法、 低温固相法、 气相沉积 法、 纳米铜氧化法、 电解法、 射线干预法、 微波干预 法等。已报道的晶体形态有金字塔型、 花样型、 十二 面体型、 立方晶型、 线型、 空心球型等 。
本文对纳米氧化亚铜合成方法进行综述, 同时 对各方法的特点和应用情况进行分析阐述, 以期对 相关研究人员提供参考。 1 纳米氧化亚铜的合成方法 1. 1 液相合成法 此方法 通 常 在 水相 利 用 还 原 剂,
如 葡萄 糖、 H 2 O、 CH O、 2 SO 3 等[ 10] , 还 原 H Na
[ 9]
。在传统无
[ 3]
、 米 T iO 2 纳
[ 4, 5]
等多
种纳米材料已得到了广泛应用。未来, 纳米材料的 研究必将极大促进各科学领域发展 。 纳米氧化亚铜作为新型的少数可被可见光激发 的 p 型氧化物半导体材料, 具有活性的电子 空穴对 系统, 表现出良好的催化活性 , 此外还具有极强的 吸附性能、 低温顺磁性等特性。在有机合成、 光电转 换、 新型能源
[ 7] [ 6]
、 水的光解、 染料漂白、 杀菌 、 超导
[ 8]
等领域均具有应用潜能。其合成方法报道多样, 且 纳米微晶形貌因制备方法和条件不同而异。目前主
收稿日期: 2011 -18 -04
NaBH 4 、 2 H 4 N Cu 2+ , 得到纳米 Cu2 O, 常需加入表面活性剂如十六
基金项目: 上海高校优秀青年教师基金和第二军医大学大学生创新基金资助( M S2010075) 作者简介: 王
野, 男, 研究方向: 新型纳米材料在药物制剂中应用的研究。* E -mail: yan gfeng1008@ sohu. com
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烷基三甲基溴化铵 ( cetr im ide, CT AB) 、 乙二醇、 聚 烷基磺酸钠等, 使制备粒径更小、 更均一。该方法具 有操作简单、 条件易控制、 成本低等优势, 所以液相 合成 法 易 于 推 广, 易 实 现 工 业 化 生
产。 近 期, T akanari 等
[ 11]
Liu 等 [ 17] 将葡萄糖加入 Cu( CH 3 COO) 2 溶液, 微波反应后离心得到 200~ 400 nm 的自组装纳米 球,
该反应可能按照 成核、 成熟、 分解、 组装 的顺序 进行。实验中还发现, 反应温度、 反应浓度、 反应时 间是影响反应的重要因素。 杨丹等 以 NaSO3 溶液还原 CuSO 4 , 通过 Y 型管以并流方式加入到微波炉, 在 pH = 3 的条件下 320 W 微波辐照, 得到形貌球形, 粒径在 400~ 900 nm 的 Cu 2 O 纳米粒。
1. 3. 3 光化学合成法 Lo ng 等 [ 19] 分别用两种方法合成了纳米氧化亚 铜纳米粒。 固相合成: Cu( CH 3
COO) 2 H2 O 和 Cu[ H OCH 2 ( CH OH ) 4 COO] 2 用 KBr 压片除氧, 用 254 nm 紫 外 光 照 射; 液
相 合 成: 用 Cu ( CH 3 COO ) 2 H2 O 和 Cu [ H OCH 2 ( CH OH ) 4 COO] 2 溶于去离子水 或醇中, N2
保护, 用 254 nm 紫外光照射, 得到 Cu2 O H 2 O 或 Cu 2 O 醇复合 物, 得氧化亚铜纳米粒。在使用醇时,
依据 Deby e Scher rer 公式理论上计算估计纳米粒直径在 6. 4 nm 到 12. 5 nm 范围, 得到纳米粒粒径在 6
nm 左右, 与 理论 值吻 合。但 水溶液 中产 物粒 径约 为 250 nm 。 1. 4 纳米铜溶胶氧化法 纳米铜溶胶氧化法是一种间接制备纳米氧化亚 铜的方法, 首先将 Cu 2+ 还原为 Cu 溶胶, 而后缓慢氧 化得到纳米氧化亚铜溶胶或纳米氧化亚铜薄膜, 此 方法制备的纳米粒粒径小且均一。但是由于 Cu 为 前体物质,
氧化时间易受影响, 得到的纳米氧化亚铜 的纯度有待提高。 Rhee 等[ 20] 先用气相凝结法制备高纯 Cu
纳米 粉末, 然后与蒸馏水反应得到砖红色纳米 Cu2 O 粉 末。研究发现, 在 50 0. 5 温度下, 制得的 纳米
Cu 2 O 粉末可使溶于甲醇水溶液的 2, 3, 5 -三甲基 1, 4 对苯二酚发生催化氧化。L uo 等[ 21] 以 T iCl4
溶液 为反应介质, 惰性气体保护下加入 Cu 箔得到 Cu 溶 胶, 在 H 2 O、 乙醇、 丙酮中反应, 得到 10
nm 厚的纳 米氧化亚铜薄膜。 1. 5 微乳法 微乳法即反相胶束法, 是常用的纳米粒制备方 法, 其主要利用表面活性剂和助表面活性物质, 在有 机相中形成微胶束, 其中包裹反应物质及其溶剂形 成微反应器, 形成均一的纳米粒。此方法目前大规 模的生产尚有一定困难。 Dodoo A rhin 等[ 22] 在室温 下, 以庚烷 为溶剂, 加入聚氧乙烯 4 月桂醇醚( Brij30) 表面活性剂, 而 -[ 18]
将 Cu( NO 3 ) 2
3H 2 O 水溶液加入具
有 N, O 螯合结构的有机物溶 液中配位, 而后加入 KOH 溶液, 混合均匀, 经检测其紫外吸收带集中于
634 nm, 说明有[ Cu( Gly) 2 ] 2+ 生成; 反应混合物 250 下加压反应, 得到粒径为 50~ 100 nm 左右的氧
化亚铜。M ehmet 等 在室温下滴加 Na 3 P O4 溶液 入 CuSO 4 , 得到浅绿色的反应 前驱体溶液, 搅拌下 滴加 N aBH 4 溶 液, 反 应得到纳 米 Cu 溶胶而 后在 O 的作用下逐步氧化, 颜色最后变为绿色, 得到粒 径小于 30 nm 的纳米 Cu2 O。
2 [ 12]
1. 2 电化学方法 电化学方法对纳米 Cu2 O 晶型 有较强选择性, 可通过电流、 电压等条件控制纳米晶的形态、 尺寸。 不足的是目前对电流、 电压等因素影响的了解还不 够, 对纳米氧化亚铜的粒径、 形貌进行精细的控制还 难以实现。 闫丽丽 等[ 13] 运 用 铜阳 极 氧 化法 成 功 制得 了 Cu2 O 纳米阵列,
并表现出 良好的抗菌活 性。其阳 极为铜网, 阴 极为钛网, 两极室隔膜为阴 离子交换 膜。向阳极室中加入 NaCl 和 CT AB 混合溶液, 向 阴极室中加入 NaOH 溶液, 使温度升至 70 电解,
[ 14]
在铜网表面即生成纳米 Cu2 O 薄膜。W ang 等 选 用三电极反应系统, 在电解池底部放置 Al2 O 3 表面
修饰的玻璃碳工 作电极, 以 甘汞电极为参 比电极。 电解池中注入 CuSO 4 和 C 6 H 5 Na 3 O 7 混合溶液, 调 节 pH 至 12. 50, 通 以 脉 冲 电 流, 得 到 花 样 纳 米 Cu2 O 微晶。同时, 利用循环伏安法检测样品, 发现 具有良 好的 电 催 化 作 用。此 外, Z hao 等 为稳定红棕色, 得到粒径约 1 m 的微晶。 1.
3 射线干预法 射线具有较高的能量, 研究发现射线干预反应 体系可得到纳米粒。常见的方法有 微波干预法等。 1. 3. 1 射线干预法 He
[ 16] [ 15]
使用
Na 2 Cr 2 O 7 , 调节 pH 为 12, 加热电解, 反应物颜色变
射线干预法、
等将 T rit on X 100, 己醇和环己烷混合后 -
加入 CuNO3 溶液, 超声处理 W/ O 微乳化, 除去氧 气。在 Co 射线辐照下发生如下反应: H 2 O eaq- 、 3
O + 、 、 2 、 、 2 O 2 得到粒 H H H OH H 径小于 100 nm 的八面体纳米晶。 1. 3. 2 微波干预法
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后加入浓度梯度 CuCl2
2H 2 O, 超声处理使形成蓝
min 降解率高达到 95% 以上。纳米氧化亚铜复 合 材料可以使其性能进一步优化, 纳米氧化亚铜可以 在可见光照下降解甲基橙, 并且当其与纳米 Ag 形 成 Ag/ Cu 2 O 复合物 后, 其光催化甲基橙分解 效果
纳米CuO_Bi_2O_3粉体的制备及催化性能_蒋健
2005年第13卷合成化学Vo.l13,2005 第1期,45～48ChineseJournalofSyntheticChemistryNo.1,45～48
研究论文
纳米CuO/Bi2O3粉体的制备及催化性能*
蒋 健,林 深,刘春莲
(福建师范大学化学与材料学院,福建福州 350007)
摘要:以Cu(NO3)2,Bi(NO3)3和CO(NH2)2为原料,用水解法并掺加添加剂直接制备出纳米CuO/Bi2O3粉体。用FI-IR,XRD和TEM对其组成、粒子大小、表面形貌进行表征。结果表明,CuO/Bi2O3为类球形纳米粉体,粒度均匀,粒径20nm～40nm。实验结果证明CuO/Bi2O3对合成丁炔二醇具有良好的催化活性和选择性。
关 键 词:粉体;纳米;Bi2O3;CuO;均匀共沉淀法;丁炔二醇
中图分类号:O614文献标识码:A文章编号:1005-1511(2005)01-0045-04
PreparationandCatalyticActivityofCuO/Bi2O3Nano-particles
JIANGJian, LINShen, LIUChun-lian
(CollegeofChemistryandMaterialScience,FujjianNormalUniversity,Fuzhou350007,China)
Abstract:CuO/Bi2O3nano-particleswerepreparedbyanewmethodofimprovedhomogeneouspre-
cipitationandwerecharacterizedbyFI-IR,XRDandTEM.Theexperamentalresultsshowedthe
grainsizedistributionofCuO/Bi2O3nanoparticleswaswithinanarrowrange(20nm～40nm)and
theCuO/Bi2O3nano-particlesexhibitedagoodcatalyticactivityforthesysthesisofbutynedio.l
无机纳米材料的制备和表征
无机纳米材料的制备和表征
随着纳米科技的快速发展，无机纳米材料作为一类重要的纳米材料，在科学研究和应用领域中得到了广泛关注。无机纳米材料具有较大比表面积、尺寸和形态可控等独特的物理和化学性质，因此在催化、传感、能源、材料、生物医学等领域展示了许多优异的性能和应用前景。本文旨在介绍无机纳米材料的制备和表征方法。
一、无机纳米材料的制备
无机纳米材料的制备方法有很多种，常用的方法包括溶剂热法、水热法、溅射法、还原法、燃烧法、微波法、气相法等。这些方法的选择取决于所需的纳米材料类型、形态和性质等因素。下面分别介绍几种常用的无机纳米材料制备方法。
（一）溶剂热法
溶剂热法是通过加热反应溶液或混合溶液，使其发生溶解、反应或析出等反应过程，从而制备出纳米材料的方法。它具有反应条件温度、反应时间、反应物浓度和添加剂等因素可调控、形态可控、易于操作等优点。溶剂热法可以用于制备金属氧化物、金属硫化物、金属基合金、半导体材料、复合材料等无机纳米材料。例如，以二元氧化物ZnO为例，可通过将Zn（NO3）2和NaOH按一定比例混合，并在甲醇中进行反应，得到球形ZnO纳米粒子。
（二）水热法
水热法也被称为热水法或水烁热法，是指在高温高压水热环境下制备无机纳米材料的一种方法。水热法具有反应时间短、纳米颗粒尺寸分布狭窄、粒径可控等特点。该方法可用于制备金属氧化物、金属硫化物、金属基合金、半导体材料等无机纳米材料。例如，以四面体纳米铁酸铁氧化物为例，可以将FeCl3和（NH4）2C2O4按一定比例混合，加入蒸馏水后，在高温高压水热条件下反应，制备出四面体型的纳米铁酸铁氧化物。
（三）溅射法
溅射法是一种利用高能离子束或电子束轰击固体靶材，从而使靶材表面原子解离成原子或离子，并沉积到基片上形成薄膜或纳米结构的方法。溅射法具有对原材料选用不受限制、薄膜质量高、膜厚均匀等优点。溅射法可用于制备金属、合金、氧化物、氮化物等各种无机材料纳米膜。例如，以氧化铜为例，可以将Cu靶材和氧气的混合气体放置于反应腔内，在较高的真空环境下，通过离子轰击实现氧化铜纳米薄膜的制备。
微纳米铜粉的水热法制备及摩擦学性能研究
微纳米铜粉的水热法制备及摩擦学性能研究
尹贻彬;邵鑫;刘坤坤;崔瑞婷
【摘 要】Uniform cupper micro-nanopowders were synthesized by the
hydrothermal method with cupric nitrate trihydrate,ascorbic acid,sodium
hydrate and ammonia water as raw materials.The influence of the reaction
time on the morphology was discussed.Structures,morphology and friction
performance of the as-synthesized samples were characterized by X-ray
diffraction（XRD）,SEM and friction testing machine.The results showed
that the cupper powders have good wear-resistance performance.%以硝酸铜、氢氧化钠、氨水为原料,利用预先制备出的纳米氧化铜为模板,在水热条件下制备出了分散均匀、晶相纯净的微纳米铜粉末,研究了反应时间对产物形貌的影响,分别用XRD、SEM及摩擦磨损实验机表征制备样品的物相、形貌及摩擦学性能,结果表明制备出的微纳米铜粉末具有良好的抗磨性能.
【期刊名称】《聊城大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2012(025)001
【总页数】3页(P85-87)
【关键词】微纳米铜粉;抗摩擦;水热法
【作 者】尹贻彬;邵鑫;刘坤坤;崔瑞婷
【作者单位】聊城大学材料科学与工程学院,山东聊城252059;聊城大学材料科学与工程学院,山东聊城252059;聊城大学材料科学与工程学院,山东聊城252059;聊城大学材料科学与工程学院,山东聊城252059 【正文语种】中 文
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-1 纳米Cu-ZnO, Cu-CdO, CuO的固相合成
及温度对其光学性能的影响
摘要：控制新颖的形态和发展有效的掺杂的策略是促进两个重要的任务基于纳米ZnO和CdO。大小控制通过调制频带能量提供了新的控制的太阳能电池的光响应和光电转换效率的方法。P型半导体CuO和ZnO是用于光伏电池的一个重要的功能材料。CuO的吸引力在于作为一种选择性太阳能吸收器由于具有高的太阳能吸收率和低的热辐射率。这项工作介绍了半导体纳米粒子的合成与表征（ZnO,CuO,Cu-CdO,ZnO,Cu-CdO)通过一步，在聚乙二醇400存在下的固态反应。
1.简介
自从1991年教授在染料敏化太阳能电池（DSSCs）上发表了历史论文后，由于其低廉的成本和广泛的科学兴趣，染料敏化太阳能电池已经迅速吸引了大量的来自不同领域的人的注意。【1-3】最大的DSSCs的太阳能能源电力转换效率已经从%提高到11%，各种最近的努力主要是面向发展更好的无机电极材料和有机敏化剂。【4】已经有越来越多的研究致力于掺杂半导体，掺杂是一个功能强大的工具定制的光学和电学性能。Cu掺杂修改通过创建本地化的杂质在ZnO发光跃迁水平。此外，铜作为其能量在ZnO受体水平位于的下方的导带的底部，使其成为创建P型ZnO的很好的实验对象。【1】
ZnO是一种重要的和通用的在室温下有的直接带隙宽的半导体。其强大的激子为60meV结合能使它对激光的激子应用具有强大的吸引力。ZnO也在太阳能电池、气体传感器、光催化、光电探测器、光电二极管、光调制器、化学和生物传感器、压敏电阻、透明薄膜、晶体管等方面具有巨大的潜力。【1-6】最近，在研究前沿的ZnO纳米材料在基本的科学和潜在的先进技术激发方面取得了巨大的进展。ZnO（粉的形式）被用来制备第三代太阳能电池即染料敏化太阳能电池（DSSCs）。【2】由于其较低的制造成本、耐久性、环境相容性和简单的制造过程，对小型电子设备和光电致变色窗低功率器件的应用兴趣已经大幅增长。【3】
硫酸铈铵法氧化铜
硫酸铈铵法氧化铜
硫酸铈铵法氧化铜是一种常用的化学方法，用于将铜离子氧化成氧化铜。这种方法的原理是利用硫酸铈铵作为氧化剂，将铜离子氧化成氧化铜，同时硫酸铈铵也被还原成铈离子。这种方法具有操作简单、反应速度快、反应效率高等优点，因此在实际应用中得到了广泛的应用。
硫酸铈铵法氧化铜的具体操作步骤如下：
1.准备硫酸铈铵溶液：将硫酸铈铵粉末加入适量的去离子水中，搅拌均匀，得到一定浓度的硫酸铈铵溶液。
2.准备铜离子溶液：将铜盐加入适量的去离子水中，搅拌均匀，得到一定浓度的铜离子溶液。
3.将硫酸铈铵溶液和铜离子溶液混合：将硫酸铈铵溶液缓慢滴加到铜离子溶液中，同时搅拌均匀，直至反应结束。
4.过滤：将反应液过滤，得到固体氧化铜。
5.洗涤：用去离子水洗涤固体氧化铜，去除杂质。
6.干燥：将洗涤后的固体氧化铜放置在干燥器中，干燥至恒定重量。
硫酸铈铵法氧化铜的反应方程式如下：
Cu2+ + 2Ce4+ → CuO + 2Ce3+
在这个反应中，硫酸铈铵起到了氧化剂的作用，将铜离子氧化成氧化铜，同时自身被还原成铈离子。这个反应是一个氧化还原反应，反应速度快，反应效率高，因此在实际应用中得到了广泛的应用。
硫酸铈铵法氧化铜的应用范围很广，可以用于制备氧化铜纳米颗粒、氧化铜薄膜等材料，也可以用于制备电子元器件、催化剂等产品。此外，硫酸铈铵法氧化铜还可以用于环境污染治理，例如用于处理含铜废水、废气等。
总之，硫酸铈铵法氧化铜是一种常用的化学方法，具有操作简单、反应速度快、反应效率高等优点，因此在实际应用中得到了广泛的应用。
氧化亚铜的制备与性能
氧化亚铜的制备与性能
纳米Cu2O作为光催化剂的制备与性能
摘要：
光催化技术是一项新型的技术，与其他传统的技术相比具有降解完全、高效、价廉、稳定等优点，因而具有良好的应用前景。氧化亚铜是一种重要的无机化工原料，因其独特的性质而在诸多领域有着广泛的应用，研究纳米氧化亚铜的制备及光催化性能有着深远意义。
关键词:：纳米氧化亚铜，光催化，
㈠纳米氧化亚铜的制备方法
氧化亚铜具有能够便于对反应温度的操作和控制。优点是不使用溶剂、并且还具有高选择性、高产率、节省能源、合成工艺简单, 制备方法有烧结法刚、电化学法、水热法和多元醇法等。 1烧结法刚
烧结法又称为干法，该方法是将固体铜粉与氧化铜粉末预先混合，再送入锻烧炉内加热到1073一1173K密闭反应得到CuZO，其反应式为:CuO+Cu分CuZO 由于这种方法用铜粉作还原剂，与固体氧化铜进行固相反应制得，固相反应存在反应不均匀、不彻底等固有缺点，因而制得的CuZO粉末中往往含有铜和氧化铜杂质，难于去除。该法制备得到的氧化亚铜粉末不仅纯度较低，而且粉末粒度取决于原料Cu粉和CuO粉的粗细，高温反应后得到的氧化亚铜容易板结、难于分散、劳动强度大、能耗高。 2电化学法
电化学法也称电解法，该法具有流程短、成本低、操作简单、产量高、工作环境良好和产品质量高的优点，因而具有很好的工业化前景和比较成熟的生产工艺。Yan沙6]等用电化学法制备纳米氧化亚铜时，两极分别采用含铜99.9%的铜板和铜片，电解液采用NaCI、NaOH和KZCrO7组成的混合液，在YB17ll型电化学装置中进行，并且比较了在不同的电流密度下所制样品的光催化性能。采用紫铜板作阳极，铜片作阴极，在含有NaOH的NaCI碱性水溶液中电解金属铜。从电极反应机理来看，氧化亚铜粉末是通过阳极铜溶解，并发生水解沉淀反应而生成的。同时研究了电解液组成及其浓度、温度以及电流密度等因素对氧化亚铜产品质量的影响，从而得到了电化学法
纳米颗粒制备方法
纳米颗粒的化学制备方法
1 纳米颗粒的各种化学制备方法及例举
本文通过查阅图书馆中文数据库（CNKI）和外文数据库（Elsevier）相关资料，对纳米粒子的化学制备方法，如：沉淀法、溶胶-凝胶法、溶液蒸发法、化学气相沉积法和模板合成法等分别进行了举例说明，并对其各种化学制备方法的基本原理、化学反应及制备过程进行了简要的描述。
一．沉淀法
1、共沉淀法
Fe3O4磁性纳米粒子的共沉淀法制备研究
陈亭汝 青岛大学化学化工与环境学院
孙瑾 烟台南山学院
以液相共沉淀法制备纳米磁性Fe3O4粒子的工艺，研究了反应搅拌速度、n(Fe3+ ) /n(Fe2+)的比例、pH值和熟化温度对制备纳米Fe3O4粒子的影响，并利用透射电镜表征观察Fe3O4纳米粒子的形貌。研究结果表明，在搅拌速度较快的情况下制备纳米级Fe3O4颗粒的最佳合成工艺条件为:n(Fe3+)/n(Fe2+)为1﹒8:1(摩尔比)，熟化温度70 ℃，熟化时间30 m in以氨水作沉淀剂最佳pH值是9左右，可制得纯度较高，粒径小于10nmFe3O4磁性粒子。
（1）制备原理
搅拌速度的影响纳米颗粒可以自动的进行团聚降低本身的能量，适当的搅拌速度可以破坏团聚体中小微粒之间的库仑力和范德华力，有利于纳米微粒在混合溶液中保持稳定和分散均匀。由于搅拌速度的加快有利于反应物之间的充分接触，能避免搅拌不均而产生的局部浓度过高，使晶核生成和长大都均匀地进行，从而粒径小且分布均匀。因此较高的搅拌速度有利于合成较小粒径的纳米粒子。
（2）试剂及反应方程式
试剂：FeCl3*6H20, FeCl2*4H20, NH3*H20, NaOH,柠檬酸、尿素均为分析纯。
反应方程式采用液相共沉淀法制备纳米Fe3O4 的反应原理如下:
Fe2+ + 2Fe3+ + 8OH-- =Fe3O4 +4H2O
草酸铜及纳米氧化铜的制备与表征
８６ 火炸药学报 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ＆Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ 第３４卷第１期 ２ ０ １ １年２月
草酸铜及纳米氧化铜的制备与表征
吕军军，李明愉，曾庆轩
（ＪＬ京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京１０００８１）
摘要：分别采用醋酸铜、硫酸铜、氯化铜和硝酸铜等４种不同铜源，制备出不同形貌的草酸铜前驱体。通过焙烧 草酸铜前躯体，得到相应宏观结构由纳米晶构筑的氧化铜样品。用ＴＧ、ＳＥＭ、ＸＲＤ等分析测试手段，对产物的微 观结构、物相进行了表征。结果表明，醋酸铜较适合作为铜源，所得氧化铜样品由纳米晶构筑且具有多孔结构。所 制备的氧化铜对碱性条件双氧水的分解具有很好的催化活性。 关键词：材料科学；草酸铜；氧化铜；纳米材料；醋酸铜 中图分类号：ＴＪ５５；０６¨．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７—７８１２（２０１１）０１—００８６—０５
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｐｐｅｒ Ｏｘａｌａｔｅ ａｎｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｏｘｉｄｅ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ
Ｌｆｉ Ｊｕｎ ｊｕｎ，ＬＩ Ｍｉｎｇ－ｙｕ，ＺＥＮＧ Ｑｉｎｇ—ｘｕａｎ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｒｉｎｇ １０００８１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｐｐｅｒ ｏｘａｌａｔｅ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｐｐｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ．Ｃｏｐ— ｐｅｒ ｏｘｉｄｅ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｖｉａ ｔｈｅ ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｏｘａｌａｔｅ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ．Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄ～ ｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｕｓｉｎｇ ＴＧ，ＳＥＭ，ＸＲＤ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｃｏｐｐｅｒ ｏｘｉｄｅ ｓａｍｐｌｅ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｉｓ ｐｏｒｏｕｓ．Ｐｏｒｏｕｓ ｃｏｐｐｅｒ ｏｘｉｄｅ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｆｏｒ Ｈ２ ０２ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｃｉｅｎｃｅ；ｃｏｐｐｅｒ ｏｘａｌａｔｅ；ｃｏｐｐｅｒ ｏｘｉｄｅ；ｎａｎｏ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｃｏｐｐｅｒ ａｃｅｔａｔｅ
纳米氧化铜的制备方法及应用进展
纳米氧化铜的制备方法及应用进展
摘要:综述了纳米氧化铜制备的各种方法,并对各种方法的优缺点进行了分析,同时简要介绍了纳米氧化铜在催化和传感器方面的应用。
关键词:纳米氧化铜 制备方法 应用
过渡金属氧化物中,铜氧化物因其重要的性质和用途而备受关注。在很多化学反应中,CuO作为非均相催化剂表现出极高的催化活性,同时作为一个具有较窄波带(Ek＝1.2ev)的重要过渡金属氧化物,氧化铜是一种具有高温超导、巨大的磁子电阻和三个不同磁性阶段的异常特性材料。纳米粉体材料是指粒径为1nm～100nm的超细粒子材料,具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等常规大尺度粒子不具备的特性,因此,与普通氧化铜相比,纳米氧化铜在磁性、光吸收、化学活性、热阻、催化剂和熔点等方面均表现出超乎寻常的物理化学性能,在传感器、超导材料和热导材料等方面均显示出良好的应用前景。
目前纳米氧化铜的制备方法以固相法和液相法为主,近年来,又出现了很多制备纳米氧化铜的新方法,如:溶胶凝胶法、络合沉淀法、界面沉淀法、水热法、微乳液法、激光蒸凝法、回流沉淀法、电化学法等。本文将对这些新的制备方法以及应用情况进行综述。
1 纳米氧化铜的制备方法 1.1 溶胶凝胶法
溶胶凝胶法又称胶体化学法,包括金属醇盐与非金属醇盐两种方法。其基本步骤是:在一定条件下使反应物水解成溶胶,此后进一步合成凝胶并干燥、热处理后制得所需要的纳米粒子。2002年CorrieL等成功采用了改进溶胶凝胶法制备了粒径7nm～9nm、比表面积120～136m2/g的CuO球形颗粒。该方法需要无水乙醇作溶剂,成本相对较高,但设备简单、所得产物颗粒细小,具有一定的工业潜力。利用溶胶凝胶法,结合超临界干燥技术制备纳米CuO粉体的基本步骤为:将配好的铜盐溶液(如Cu(N03)2)溶于无水乙醇中,将铜盐的乙醇溶液放人高压反应釜中,程序升温并控制压力(温度和压力应分别高于乙醇的临界温度243℃和临界压力6.38MPa),保温保压一段时间;然后缓慢放气,再通保护气(N2)自然冷却至室温,便制得黑色蓬松的纳米CuO粉末。利用这种方法可得到粒度分布均匀、无明显团聚、颗粒平均尺寸为10nm的CuO粒子。
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。