活性纳米氧化铜的制备

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。

氧化铜纳米粒子一、引言氧化铜（CuO）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。

近年来，随着纳米技术的发展，氧化铜纳米粒子逐渐成为研究热点。

本文将从氧化铜纳米粒子的制备方法、表征手段以及其在催化、光催化、电催化等领域中的应用进行综述。

二、制备方法1. 水热法水热法是一种简单易行且成本低廉的方法，通过控制反应条件可以得到不同形态和大小的氧化铜纳米粒子。

通常情况下，将CuCl2和NaOH混合后加入到水中，在加热条件下反应生成氧化铜纳米粒子。

2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是另一种制备氧化铜纳米粒子的方法，其主要原理是通过控制溶胶和凝胶过程中的条件来调节粒子形态和大小。

通常情况下，将Cu(NO3)2和NaOH混合后搅拌，在加入尿素后进行水解反应得到溶胶体系。

然后将溶胶体系在高温条件下进行凝胶反应，得到氧化铜纳米粒子。

3. 热分解法热分解法是一种将有机物转化为无机物的方法，通常使用Cu（CH3COO）2作为前体，在高温条件下分解产生氧化铜纳米粒子。

该方法制备的氧化铜纳米粒子具有较高的晶格度和比表面积。

三、表征手段1. 透射电镜（TEM）透射电镜是一种常用的表征氧化铜纳米粒子形态和大小的手段。

通过TEM可以观察到单个氧化铜纳米粒子的形态和大小，并且可以测量其晶格间距。

2. X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种常用的表征氧化铜纳米粒子晶体结构的手段。

通过XRD可以确定样品中晶体结构和相对含量，从而判断制备出来的氧化铜纳米粒子是否具有良好的结晶性。

3. 红外光谱（FT-IR）红外光谱是一种常用的表征氧化铜纳米粒子表面官能团和杂质的手段。

通过FT-IR可以分析样品中的官能团类型和含量，从而判断制备出来的氧化铜纳米粒子表面是否有官能团修饰。

四、应用领域1. 催化氧化铜纳米粒子在催化领域中具有广泛的应用前景。

研究表明，氧化铜纳米粒子可以作为催化剂被用于苯乙烯氧化反应、CO氧化反应等反应中。

此外，氧化铜纳米粒子还可以与其他金属纳米粒子组成复合催化剂，在催化反应中发挥协同效应。

水热法合成微纳米氧化铜的结构及形貌研究康浩【摘要】笔者通过水热法制备微纳米氧化铜,采用XRD、SEM、TEM进行表征.研究结果表明:所制备的氧化铜纯度较高,不同途径制备出的氧化铜产物具有不相同的形貌.笔者对各种形貌氧化铜微粒产生机理进行了研究,并提出了可能的反应机理和晶体生长机理.以CuSO4·5H2O、尿素为主要原料,另加PVP、H2O2辅助反应,通过温和的水热法合成了棱柱状的Cu2(OH)2CO3,通过煅烧制得棱柱状CuO.以Cu(Ac)2·H2O、水为主要原料、SDBS作为表面活性剂,通过水热法制备出了棒状氧化铜纳米结构.以Cu(NO3)2·3H2O为主要原料、PVP作为表面活性剂,通过溶剂热法制备了花状氧化铜微纳米结构.以Cu(NO3)2·3H2O、水为主要原料、SDBS 作为表面活性剂,通过水热法制备了自组装的氧化铜球形结构.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】9页(P35-43)【关键词】反应机理;晶体生长;形貌表征【作者】康浩【作者单位】荔浦师范学校广西桂林546600【正文语种】中文【中图分类】TQ174前言笔者旨在制备氧化铜纳米材料，这是因为它有着广泛的用途。

首先，氧化铜纳米材料应用于催化剂。

纳米氧化铜对CO、乙醇等的完全氧化都具有较高的催化活性，对高氯酸铵的分解也具有很好的催化作用[1～3]。

在所使用氧化铜纳米材料作为高氯酸铵催化剂时，可以降低催化分解温度、加快分解速率，但对转化率没有太大的影响[4～6]。

其次，氧化铜纳米微粒对光、温度、湿度等具有很高的灵敏性，将氧化铜纳米材料制成薄膜包覆在传感器的表面，从而可以提高传感器的灵敏性和选择性[7～8]。

再次，氧化铜纳米材料应用于太阳能电池材料。

这是由它的光导性和光化学性所决定的。

纳米氧化铜做电极材料时可以显著改善普通电极材料使用时所带来的不足，包括电池材料的光电转换率、对环境的危害性以及材料性能的稳定性[9]。

氧化铜纳米材料的制备和表征一、实验目的1.了解纳米材料的结构和特性，熟悉纳米CuO的性能和应用2.掌握回流法和化学浴法制备CuO纳米晶。

3.了解X-衍射分析仪器的构造，学会用Scherrer公式计算纳米晶的粒径。

二、实验原理1.纳米材料的结构和特性纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。

由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分，这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等。

量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。

小尺寸效应：当物质的体积减小时，将会出现两种情形：一种是物质本身的性质不发生变化，而只有那些与体积密切相关的性质发生变化，如半导体电子自由程变小，磁体的磁区变小等；另一种是物质本身的性质也发生了变化，当纳米材料的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，材料的磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化活性及熔点等与普通晶粒相比都有很大的变化，这就是纳米材料的体积效应，亦即小尺寸效应。

表面效应：表面效应是指纳米晶粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。

随着纳米晶粒的减小，表面积急剧増大，表面原子百分数迅速增加。

由于表面原子所处的环境与内部原子不同，它们周围缺少相邻的原子，存在许多悬空键，具有不饱和性，易与其它原子相结合而稳定下来，所以，晶粒尺寸的减少，其表面积、表面能及表面结合能都迅速増大，致使它表现出很高的化学活性，极不稳定，例如金属的纳米粒子在空气中会燃烧。

宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。

室温固相法纳米氧化铜的制备方法室温固相法是一种常用的制备纳米氧化铜的方法，其原理是通过化学反应在室温下将金属铜转化为氧化铜纳米颗粒。

本文将详细介绍室温固相法制备纳米氧化铜的步骤和相关实验条件。

制备纳米氧化铜的基本原理是将金属铜与氧气在室温下进行氧化反应。

室温固相法是一种简单且易于操作的方法，它不需要高温条件，因此可以避免高温对纳米颗粒的影响。

在室温固相法中，通常首先准备金属铜粉末作为起始材料。

金属铜粉末的粒径通常在几微米到几十微米之间，可以通过机械球磨等方法制备得到。

接下来，将金属铜粉末放置在容器中，并与氧气气氛接触。

可以使用气氛控制设备，如氮气气氛下进行实验，以确保反应过程中没有氧气的泄漏。

在室温下，金属铜粉末和氧气发生氧化反应，生成氧化铜纳米颗粒。

这个过程可以通过观察反应容器中的颜色变化来判断反应的进行情况。

通常，金属铜的颜色是红色的，而氧化铜的颜色是黑色的。

为了提高反应效率和纳米颗粒的质量，可以在反应过程中加入一些助剂。

例如，可以添加一些表面活性剂或催化剂，以促进反应的进行。

在反应完成后，将反应产物进行分离和纯化。

通常，可以使用离心机将纳米颗粒与未反应的金属铜分离。

随后，可以使用溶剂或其他方法进行纯化和去除杂质。

通过物理或化学方法对纳米氧化铜进行表征。

可以使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等技术来观察纳米颗粒的形貌和晶体结构。

总结起来，室温固相法是一种简单且有效的制备纳米氧化铜的方法。

通过控制反应条件和添加适当的助剂，可以得到具有良好形貌和结晶性质的纳米氧化铜颗粒。

该方法不仅适用于实验室规模的制备，也可以扩大到工业生产中。

室温固相法的优点在于操作简单、反应条件温和，并且可以获得高质量的纳米氧化铜产品。

第１８期 收稿日期：２０２０－０７－２４基金项目：省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室资助项目（１５ＰＴＳＹＪＣ００２５０）作者简介：朱良师（１９９４—），山东聊城人，硕士研究生。

模板法制备纳米氧化铜的研究进展朱良师（天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津　３００３８７）摘要：在纳米材料的制备中模板法具有不可替代的地位，模板剂的加入使纳米材料的形貌、结构及尺寸得到有效控制，使得纳米材料拥有更为独特的性能，近几年对于纳米氧化铜的研究仍是热门话题，使氧化铜在各个领域得到了广泛应用。

本文简述了模板法在纳米氧化铜制备中的应用情况，把常用的模板剂分为五种模板类型，并做了举例说明和分析总结，最后对模板法制备纳米氧化铜加以展望。

关键词：模板法；纳米材料；氧化铜；形貌控制中图分类号：ＴＢ３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１８－００８１－０３ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＰｒｅｐａｒｉｎｇＮａｎｏｍｅｔｅｒＣｏｐｐｅｒＯｘｉｄｅｂｙＴｅｍｐｌａｔｅＭｅｔｈｏｄＺｈｕＬｉａｎｇｓｈｉ（ＴｈｅＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｅｐａｒａｔｉｏｎＭｅｍｂｒａｎｅａｎｄＭｅｍｂｒａｎｅＰｒｏｃｅｓｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｍｐｌａｔｅｍｅｔｈｏｄｈａｓａｎｉｒｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｌａｔｅａｇｅｎｔｓｅｎａｂｌｅｓｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｉｚｅｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｔｏｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，ｍａｋｉｎｇｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｍｏｒｅｕｎｉｑｕｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｓｔｉｌｌａｈｏｔｔｏｐｉｃ，ａｎｄｃｏｐｐｅｒｏｘｉｄｅｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｆｉｅｌｄｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｍｐｌａｔｅｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏ－ｃｏｐｐｅｒｏｘｉｄｅ，ｄｉｖｉｄｅｓｔｈｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｔｅｍｐｌａｔｅａｇｅｎｔｓｉｎｔｏｆｉｖｅｔｙｐｅｓｏｆｔｅｍｐｌａｔｅｓ，ａｎｄｇｉｖｅｓｅｘａｍｐｌｅｓａｎｄａｎａｌｙｓｅｓａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｔｅｍｐｌａｔｅｍｅｔｈｏｄｔｏｐｒｅｐａｒｅｎａｎｏ－ｃｏｐｐｅｒｏｘｉｄｅｉｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｍｐｌａｔｅｍｅｔｈｏｄ；ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｃｏｐｐｅｒｏｘｉｄｅ；ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｃｏｎｔｒｏｌ 近几十年来，人们目睹了各种不同尺寸、形貌和成分的纳米材料的合成，这也是对纳米材料的研究兴趣动力所在，特别是能够定制纳米材料的尺寸和结构以及因此而产生的性能，为设计新型纳米材料提供了极好的前景。

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。