本發(fā)明涉及一種制備納米氧化亞銅的方法。

背景技術(shù)：

氧化亞銅是一種應(yīng)用廣泛的電子元件材料和化工原料，可用作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的殺菌劑，玻璃工業(yè)生產(chǎn)的著色劑，有機化工工業(yè)的催化劑，工業(yè)廢水中有機物分解的催化劑。由于氧化亞銅禁帶寬度2.2eV，是一種重要的半導(dǎo)體材料，可用作光電子轉(zhuǎn)換材料，鋰離子電池的負(fù)極材料和鎮(zhèn)流器材料等。因此制備出特定粒徑與形貌的Cu2O 粒子具有更廣闊的市場前景和潛在價值。

氧化亞銅的制備技術(shù)常見的有電解法、固相法和液相法(亞硫酸鈉還原CuSO4法、水合肼還原法、水熱法、微波輻照法、高能射線輻照法、葡萄糖還原法)等。迄今為止，沒有發(fā)現(xiàn)丙三醇和己二酸正二丁酯作混合反應(yīng)體系液、以還原甲酸銅制備納米氧化亞銅粉體的方法和專利文獻。該制備方法和已報道的制備方法相比工藝簡單，制備過程無三廢排出，所需原料來源廣泛并且價格低廉，產(chǎn)品純度高，無粘連，粒徑小，具有很好的經(jīng)濟效益和工業(yè)化前景。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在丙三醇和己二酸正二丁酯混合液體系中制備納米氧化亞銅晶粒的方法，特別是丙三醇和己二酸正二丁酯混合液反應(yīng)體系中丙三醇既是反應(yīng)體系液的重要組成部分又是還原劑的工藝簡單的化學(xué)制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種丙三醇和己二酸正二丁酯混合液體系中制備納米氧化亞銅的方法，其特征是：包括下列步驟：

（1）在一定量的丙三醇和己二酸正二丁酯混合液體系溶液中，加入甲酸銅，同時加入分散劑，攪拌并制成懸浮液。

（2）常壓下快速攪拌并加熱混合物，溫度升高到350K時，控制其溫度緩慢升高，每升高5℃控溫觀察30分鐘，最終使反應(yīng)溫度嚴(yán)格控制在390-410K之間；

（3）保持步驟（2）的反應(yīng)溫度，控制反應(yīng)時間80min-100min,停止加熱，冷卻至室溫，得到含有納米氧化亞銅的懸濁液；

（3）將步驟（2）得到的懸濁液加入無水乙醇或丙酮稀釋后減壓過濾，再用無水乙醇或丙酮反復(fù)洗滌；

（4）將無水乙醇或丙酮洗滌后的納米氧化亞銅產(chǎn)物真空干燥，得到紅色納米氧化亞銅產(chǎn)物。

步驟（2）過濾后的廢液蒸餾處理后繼續(xù)使用。

步驟（1）中丙三醇和己二酸正二丁酯的體積比為2:1，丙三醇和甲酸銅的摩爾比是20:1。

分散劑是十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基本磺酸鈉、聚乙烯基吡咯烷酮或十二烷基硫酸鈉。

分散劑的用量為甲酸銅質(zhì)量的1/4—1/6。

步驟（4）真空干燥的溫度為350K，時間480min。

本發(fā)明是在丙三醇和己二酸正二丁酯混合液體系中一步反應(yīng)制得納米氧化亞銅產(chǎn)物的，不需要另加入還原劑，制備工藝簡單，原料易得，成本較低，制得的納米氧化亞銅晶粒大小比較均勻，粒徑約為10nm—20nm。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是實施例1制備的納米氧化亞銅晶粒的XRD圖譜。

圖2是實施例2制備的納米氧化亞銅晶粒的XRD圖譜。

圖3是實施例3制備的納米氧化亞銅晶粒的XRD圖譜。

圖4是實施例4制備的納米氧化亞銅晶粒的XRD圖譜。

具體實施方式

實施例1

1） 把60mL丙三醇和己二酸正二丁酯混合液(體積比為2::1)放入三口燒瓶中，加入甲酸銅固體粉末2.50g，同時加入十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）0.500g，在不斷攪拌下使混合物成為懸濁液。

2）在快速攪拌中緩慢升高反應(yīng)混合物的溫度，當(dāng)溫度升高到390K時，控制溫度不再升高，在控溫390K下繼續(xù)攪拌反應(yīng)80min，自然冷卻到室溫，得到含有納米氧化亞銅的懸濁液。

3）將步驟2）得到的懸濁液加入60mL無水乙醇或丙酮稀釋后減壓過濾，再用適量無水乙醇或丙酮反復(fù)洗滌4次

4）把清洗干凈的氧化亞銅粉末放入真空干燥箱中，350K溫度下真空干燥480min，得到紅色的納米氧化亞銅粉末微晶。

圖1是本實施例1制備的納米氧化亞銅粉體的XRD圖譜，并與國際標(biāo)準(zhǔn)卡比較，確定所制備的是純Cu2O產(chǎn)物，衍射峰從左到右分別對應(yīng)于 (110)、 (111)、(200)、(220)及(311)晶面，為立方結(jié)構(gòu)的氧化亞銅，圖中沒有雜峰出現(xiàn)，說明產(chǎn)物納米氧化亞銅純度較高，根據(jù)圖譜計算和SEM觀察，氧化亞銅的粒度為16nm。

實施例2

1）把60mL丙三醇和己二酸正二丁酯混合液(體積比為2::1)放入三口燒瓶中，加入甲酸銅固體粉末2.50g，同時加入十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）0.500g，在不斷攪拌下使混合物成為懸濁液。

2）在快速攪拌中緩慢升高反應(yīng)混合物的溫度，當(dāng)溫度升高到400K時，控制溫度不再升高，在控溫400K下繼續(xù)攪拌反應(yīng)90min，自然冷卻到室溫，得到含有納米氧化亞銅的懸濁液。

3）將步驟2）得到的懸濁液加入50mL無水乙醇或丙酮稀釋后減壓過濾，再用適量無水乙醇或丙酮反復(fù)洗滌3次

4）把清洗干凈的氧化亞銅粉末放入真空干燥箱中，350K溫度下真空干燥480min，得到紅色的納米氧化亞銅粉末晶體

圖2是本實施例制備的納米氧化亞銅粉體的XRD圖譜，并與國際標(biāo)準(zhǔn)卡比較，確定所制備的是純Cu2O產(chǎn)物，衍射峰從左到右分別對應(yīng)于 (110)、 (111)、(200)、(220)及(311)晶面，為立方結(jié)構(gòu)的氧化亞銅，圖中沒有雜峰出現(xiàn)，說明產(chǎn)物納米氧化亞銅純度較高，根據(jù)圖譜計算和SEM觀察，氧化亞銅的粒度為18nm。

實施例3

1）把60mL丙三醇和己二酸正二丁酯混合液(體積比為2::1)放入三口燒瓶中，加入甲酸銅固體粉末2.50g，同時加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）0.400g，在不斷攪拌下使混合物成為懸濁液。

2）在快速攪拌中緩慢升高反應(yīng)混合物的溫度，當(dāng)溫度升高到405K時，控制溫度不再升高，繼續(xù)攪拌反應(yīng)95min，自然冷卻到室溫，得到含有納米氧化亞銅的懸濁液。

3）將步驟2）得到的懸濁液加入60mL無水乙醇或丙酮稀釋后減壓過濾，再用適量無水乙醇或丙酮反復(fù)洗滌4次

4）把清洗干凈的氧化亞銅粉末放入真空干燥箱中，350K溫度下真空干燥480min，得到紅色的納米氧化亞銅粉末晶體

圖3是本實施例制備的納米氧化亞銅粉體的XRD圖譜，并與國際標(biāo)準(zhǔn)卡比較，確定所制備的是純Cu2O產(chǎn)物，衍射峰從左到右分別對應(yīng)于 (110)、 (111)、(200)、(220)及(311)晶面，為立方結(jié)構(gòu)的氧化亞銅，圖中沒有雜峰出現(xiàn)，說明產(chǎn)物納米氧化亞銅純度較高，根據(jù)圖譜計算和SEM觀察，氧化亞銅的粒度為12nm。

實施例4

1）把60mL丙三醇和己二酸正二丁酯混合液(體積比為2::1)放入三口燒瓶中，加入甲酸銅固體粉末2.50g，同時加入十二烷基硫酸鈉（SDS）0.600g，在不斷攪拌下使混合物成為懸濁液。

2）在快速攪拌中緩慢升高反應(yīng)混合物的溫度，當(dāng)溫度升高到410K時，控制溫度不再升高，繼續(xù)攪拌反應(yīng)100min，自然冷卻到室溫，得到含有納米氧化亞銅的懸濁液。

3）將步驟2）得到的懸濁液加入50mL無水乙醇或丙酮稀釋后減壓過濾，再用適量無水乙醇或丙酮反復(fù)洗滌3次

4）把清洗干凈的氧化亞銅粉末放入真空干燥箱中，350K溫度下真空干燥480min，得到紅色的納米氧化亞銅粉末晶體

圖4是本實施例制備的納米氧化亞銅粉體的XRD圖譜，并與國際標(biāo)準(zhǔn)卡比較，確定所制備的是純Cu2O產(chǎn)物，衍射峰從左到右分別對應(yīng)于 (110)、 (111)、(200)、(220)及(311)晶面，為立方結(jié)構(gòu)的氧化亞銅，圖中沒有雜峰出現(xiàn)，說明產(chǎn)物納米氧化亞銅純度較高，根據(jù)圖譜計算和SEM觀察，氧化亞銅的粒度為20nm。