專利名稱：氧化亞銅空心納米立方體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化亞銅的制備方法，具體涉及一種氧化亞銅空心納米立方體的制備方法。
背景技術(shù)：
空心材料作為一種結(jié)構(gòu)新穎的功能材料，與其體相材料相比具有密度低、表面活性高、表面滲透性強(qiáng)等特性，在生物標(biāo)記、藥物緩釋、人工細(xì)胞、光子晶體和催化材料等領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的潛在應(yīng)用價(jià)值。此外，空心材料由于其特殊的核殼結(jié)構(gòu)，中空部分往往能容納大量的客體分子一方面可作為微反應(yīng)器，用于合成其他材料；另一方面，還可用于藥物的包裹，實(shí)現(xiàn)藥物的可控釋放。氧化亞銅(Cu2O)是一種非常重要的ρ型半導(dǎo)體金屬氧化物，其禁帶寬度為2.0 eV。 在光催化、新型太陽(yáng)能電池、磁存儲(chǔ)裝置、生物傳感及涂料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前， 關(guān)于Cu2O納米材料的研究主要集中在納米顆粒、納米纖維、納米薄膜等實(shí)心材料的合成，對(duì) Cu2O空心材料的研究相對(duì)較少。已報(bào)道的Cu2O空心材料的制備方法主要是表面活性劑輔助的液相還原法。例如方云等(CN101041456)以聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉形成的團(tuán)簇為軟模板、水合胼為還原劑，將銅離子還原得到Cu2O空心材料；刑蘭蘭等(湖北大學(xué)學(xué)報(bào)， 2008,30 (3)J67469)以醋酸銅為銅源、聚乙烯吡咯烷酮和氫氧化鈉為添加劑、葡萄糖為還原劑制備出了 Cu2O 開(kāi)口空心納米球；Xu 等(J Phys Chem C 2008，112: 16769-16773)以氯化銅為銅源、聚乙二醇和氫氧化鈉為添加劑，采用溶劑熱法制備了 Cu2O空心納米立方體； Gou等(Nano Letters, 2003，3(2) 231-234)以硫酸銅為銅源、十六烷基三甲基溴化銨和氫氧化鈉為添加劑、抗壞血酸鈉為還原劑，制備出了 Cu2O空心納米立方體。在文獻(xiàn)報(bào)道的多種合成方法中，大多須使用表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙二醇等。表面活性劑所具有的雙親結(jié)構(gòu)，無(wú)論是在防止納米粒子的團(tuán)聚或在其形貌調(diào)控行為上，都展現(xiàn)了其在納米材料制備中的重要作用。但是，表面活性劑的加入也存在一些負(fù)面問(wèn)題。其一是表面活性劑的濃度往往直接影響產(chǎn)物的最終形貌，制備工藝中需精確調(diào)控表面活性劑的濃度，這給工業(yè)化生產(chǎn)帶來(lái)了很多麻煩；其二是表面活性劑極易吸附在產(chǎn)物的表面，給產(chǎn)物的清洗帶來(lái)不便，從而影響最終產(chǎn)物的純度。因此開(kāi)發(fā)一種不需要添加表面活性劑且操作簡(jiǎn)單易行的方法來(lái)合成Cu2O空心納米材料是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氧化亞銅空心納米立方體的制備方法，該制備方法不依靠表面活性劑，且操作簡(jiǎn)單易行。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是它是以乙酰丙酮銅與多元醇混合，制備出氧化亞銅空心納米立方體，具體步驟如下
(1)將乙酰丙酮銅加入到多元醇中，在1000-1500轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下以一定升溫速率升溫至反應(yīng)溫度；(2)反應(yīng)一段時(shí)間后，將上述溶液靜置冷卻至室溫，用乙醇和去離子水對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行多次洗滌，得到淡黃色沉淀物，將此沉淀物在70°C干燥得到氧化亞銅空心納米立方體。其中，所述多元醇與乙酰丙酮銅重量比為1 :0. 0005-0. 020。其中，多元醇是乙二醇、山梨醇、丙三醇、三乙二醇等中的一種。其中，所述升溫速率為2-5 V /秒。其中，所述反應(yīng)溫度為180_240°C。其中，所述反應(yīng)時(shí)間為1-6小時(shí)。本發(fā)明的有益效果是
1、反應(yīng)體系簡(jiǎn)單，僅使用乙酰丙酮銅(銅源)和多元醇(溶劑及還原劑)兩種原料，未添加控制形貌的表面活性劑，合成工藝和所需要生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。2、所合成的氧化亞銅空心納米立方體，大小和形貌均一，邊長(zhǎng)約為150 nm，壁厚約為 20 nm。


圖1是氧化亞銅空心納米立方體透射電鏡照片。圖2氧化亞銅空心納米立方體的X射線衍射圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為是對(duì)技術(shù)解決方案的限制。實(shí)施例1 依以下步驟制備氧化亞銅空心納米立方體
(1)將乙酰丙酮銅加入到多元醇中，在1000轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下以一定升溫速率升溫至反應(yīng)溫度，其中，所述多元醇與乙酰丙酮銅重量比為1 :0. 0005 ；其中，多元醇是乙二醇； 其中，所述升溫速率為2°C /秒；其中，所述反應(yīng)溫度為180°C ；
(2)反應(yīng)6小時(shí)后，將上述溶液靜置冷卻至室溫，用乙醇和去離子水對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行多次洗滌，得到淡黃色沉淀物，將此沉淀物在70°C干燥得到氧化亞銅空心納米立方體。實(shí)施例2 依以下步驟制備氧化亞銅空心納米立方體
(1)將乙酰丙酮銅加入到多元醇中，在1100轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下以一定升溫速率升溫至反應(yīng)溫度，其中，所述多元醇與乙酰丙酮銅重量比為1:0.001 ；其中，多元醇是山梨醇；其中，所述升溫速率為3°C /秒；其中，所述反應(yīng)溫度為200°C ；
(2)反應(yīng)5小時(shí)后，將上述溶液靜置冷卻至室溫，用乙醇和去離子水對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行多次洗滌，得到淡黃色沉淀物，將此沉淀物在70°C干燥得到氧化亞銅空心納米立方體。實(shí)施例3 依以下步驟制備氧化亞銅空心納米立方體
(1)將乙酰丙酮銅加入到多元醇中，在1250轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下以一定升溫速率升溫至反應(yīng)溫度，其中，所述多元醇與乙酰丙酮銅重量比為1 :0.01 ；其中，多元醇是丙三醇；其中，所述升溫速率為4°C度/秒；其中，所述反應(yīng)溫度為220°C度；
(2)反應(yīng)3小時(shí)后，將上述溶液靜置冷卻至室溫，用乙醇和去離子水對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行多次洗滌，得到淡黃色沉淀物，將此沉淀物在70°C干燥得到氧化亞銅空心納米立方體。實(shí)施例4 依以下步驟制備氧化亞銅空心納米立方體(1)將乙酰丙酮銅加入到多元醇中，在1500轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下以一定升溫速率升溫至反應(yīng)溫度，其中，所述多元醇與乙酰丙酮銅重量比為1 :0. 020 ；其中，多元醇是三乙二醇； 其中，所述升溫速率為5°C /秒；其中，所述反應(yīng)溫度為240°C ；
(2)反應(yīng)1小時(shí)后，將上述溶液靜置冷卻至室溫，用乙醇和去離子水對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行多次洗滌，得到淡黃色沉淀物，將此沉淀物在70°C干燥得到氧化亞銅空心納米立方體。
權(quán)利要求
1.氧化亞銅空心納米立方體的制備方法，其特征在于它是以乙酰丙酮銅與多元醇混合，制備出氧化亞銅空心納米立方體；具體步驟如下(1)將乙酰丙酮銅加入到多元醇中，在1000-1500轉(zhuǎn)/分的攪拌條件下以一定升溫速率升溫至反應(yīng)溫度；(2)反應(yīng)一段時(shí)間后，將上述溶液靜置冷卻至室溫，用乙醇和去離子水對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行多次洗滌，得到淡黃色沉淀物，將此沉淀物在70°C下干燥得到氧化亞銅空心納米立方體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化亞銅空心納米立方體的制備方法，其特征在于所述多元醇與乙酰丙酮銅重量比為1 :0. 0005-0. 020。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化亞銅空心納米立方體的制備方法，其特征在于其中，多元醇是乙二醇、山梨醇、丙三醇、三乙二醇中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化亞銅空心納米立方體的制備方法，其特征在于其中，所述升溫速率為2-5°C/秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化亞銅空心納米立方體的制備方法，其特征在于其中，所述反應(yīng)溫度為180-240°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化亞銅空心納米立方體的制備方法，其特征在于其中，所述反應(yīng)時(shí)間為1-6小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氧化亞銅空心納米立方體的制備方法，它采用化學(xué)還原法，以多元醇為溶劑及還原劑，將乙酰丙酮銅在高溫下還原，得到氧化亞銅空心納米立方體，所獲得的氧化亞銅空心納米立方體邊長(zhǎng)約為150nm，壁厚約為20nm。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，不需添加任何表面活性劑，操作簡(jiǎn)便，成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B82Y40/00GK102557106SQ20121000814
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者仲慧, 張維光, 徐繼明, 李榮清, 殷竟洲, 程志鵬, 褚效中 申請(qǐng)人:淮陰師范學(xué)院