(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911213538.X
(22)申请日 2019.12.02
(71)申请人 重庆文理学院
地址 402160 重庆市永川区双竹镇
(72)发明人 曹仕秀 徐静 韩涛 王金玉
曹仰飞 杨佳垚 赵茂宇
(74)专利代理机构 重庆晶智汇知识产权代理事
务所(普通合伙) 50229
代理人 李靖
(51)Int.Cl.
C01G 3/02(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
一种纳米氧化亚铜的制备方法，基于液相还
原法制备，其特征在于：采用CuSO 4与NaOH混合配
合液B，将混合液B逐滴加入混合液A中混合，搅拌
反应后，离心过滤、洗涤并干燥。本发明制备的纳
米氧化亚铜形貌规整可控，为削角削棱八面体结
构，重现性好；本发明制备的纳米氧化亚铜粒径
小，尺寸可控，粒径为100~200nm；本发明方法制
备的纳米氧化亚铜晶面指数高，具有优异的光催
化性能。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 110697757 A 2020.01.17
C N 110697757
A
1.一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于：采用CuSO 4与NaOH混合配置成混合液A，用油酸、PVP和抗坏血酸配置成混合液B ，将混合液B逐滴加入混合液A中混合，搅拌反应后，离心过滤、洗涤并干燥。
2.如权利要求1所述的一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于：所述混合液A具体是磁力搅拌下在0.5
mol/L的CuSO 4水溶液中加入1.5mol/L的NaOH水溶液，继续磁力搅拌30min。
3.如权利要求1或2所述的一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于：所述CuSO 4和NaOH的体积比为1:2。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于：所述混合液B具体是0.25mol/L的抗坏血酸、油酸和PVP k30混合配置而成，油酸与抗坏血酸的体积比为1:50，PVP k30与油酸的质量体积比为0.53g：1mL。
5.如权利要求1-3任一项所述的一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于：所述混合液B逐滴加入混合液A中混合的体积比为混合液A：混合液B=1.1~1.2:0.9:1。
6.一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）、磁力搅拌下，在0.5mol/L的CuSO 4水溶液中加入1.5mol/L的NaOH水溶液，之后继续磁力搅拌20~30min，制得混合液A，其中CuSO 4水溶液和NaOH水溶液的体积比为1:2；
（2）、取0.25mol/L的抗坏血酸和油酸、PVP k30混合配置成混合液B，油酸与抗坏血酸的体积比为1:50，PVP k30与油酸的质量体积比为0.53g：1mL；
（3）将混合液B逐滴加入混合液A中，然后搅拌30-40min，混合液A与混合液B的体积比为
1.1~1.2:0.9:1；
（4）离心过滤出反应生成的红沉淀，并依次用无水乙醇和去离子水洗涤，然后在60℃下干燥8h。
权 利 要 求 书1/1页CN 110697757 A
一种纳米氧化亚铜的制备方法技术领域
[0001]本发明涉及纳米氧化物制备技术领域，具体涉及一种纳米氧化亚铜的制备方法。背景技术
[0002]氧化亚铜是一种重要的P型半导体，其直接禁带宽度为2.17eV，尺寸达到纳米级后，由于良好的表面物理化学性质，使其在太阳能电池、光催化、传感器等领域有很好的应用前景。氧化亚铜晶体形貌众多，在酸或碱性环境中易溶解去除，常被作为模板用于合成具有特定形貌的纳米粒子。氧化亚铜作为光催化剂的明显优点是可以直接利用太阳光进行催化降解有机污染物，而基于铜系列的抗菌性能，氧化亚铜的抗菌性也逐渐的被人们所探讨与运用。
[0003]大量研究表明材料的电子结构、表面能和化学反应活性不仅取决于物质的种类，而且在很大程度上依赖于材料的结晶形态和表面形貌。不同表面结构的氧化亚铜会导致其催化性质发生改变，特别是暴露有高指数晶面的氧化亚铜，因其高指数晶面含有大量的配位不饱和原子而表现出特殊的催化性质，为了进一步增强氧化亚铜的催化活性，到一种小粒径且含高指数晶面的氧化亚铜纳米晶的制备方法显得
尤为关键。但是工业上制备氧化亚铜难以对晶体形貌实现有效控制，重现性差，因此，开发简单可控的氧化亚铜晶体制备方法，从而对特定形貌的合成和暴露高活性晶面的纳米氧化亚铜究具有重要意义。
发明内容
[0004]针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种纳米氧化亚铜的制备方法，工艺简单、反应条件温和可控。
[0005]本发明目的通过以下技术方案实现：
一种纳米氧化亚铜的制备方法，基于液相还原法制备，其特征在于：采用CuSO 4与NaOH 混合配置成混合液A，用油酸、PVP和抗坏血酸配置成混合液B ，将混合液B逐滴加入混合液A 中混合，搅拌反应后，离心过滤、洗涤并干燥。
[0006]进一步，上述混合液A具体是磁力搅拌下在0.5mol/L的CuSO 4水溶液中加入
1.5mol/L的NaOH水溶液，继续磁力搅拌30min。
[0007]进一步，上述CuSO 4和NaOH的体积比为1:2。
[0008]进一步，上述混合液B具体是0.25mol/L的抗坏血酸、油酸和PVP k30混合搅拌30~40min配置而成，油酸与抗坏血酸的体积比为1:50，PVP k30与油酸的质量体积比为0.53g：1mL。
[0009]进一步，上述混合液B逐滴加入混合液A中混合的体积比为混合液A：混合液B=1.1~1.2:0.9:1，搅拌时间为30~40min。
[0010]一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）、磁力搅拌下，在0.5mol/L的CuSO 4水溶液中加入1.5mol/L的NaOH水溶液，之后继续磁力搅拌20~30min，制得混合液A，其中CuSO 4水溶液和NaOH水溶液的体积比为1:2；
（2）、取0.25mol/L的抗坏血酸和油酸、PVP k30混合搅拌30~40min，配置成混合液B，油酸与抗坏血酸的体积比为1:50，PVP k30与油酸的质量体积比为0.53g：1mL；
（3）将混合液B逐滴加入混合液A中，然后搅拌30-40min，混合液A与混合液B的体积比为
1.1~1.2:0.9:1；
（4）离心过滤出反应生成的红沉淀，并依次用无水乙醇和去离子水洗涤，然后在60℃下干燥8h。
[0011]在制备过程中，发明人发现，若直接将抗坏血酸、油酸和PVP k30直接一次性加入混合液A中，反应速率无法控制，油酸和PVP k30的协同作用无法发挥，不能得到本发明所需的削角削棱的八面体结构，且反应不充分，容易有细小杂乱的、生长不完全的成核颗粒出现。因此，本发明制备方法中，将抗坏血酸、油酸和PVP k30配置成混合液B，再逐滴加入混合液A中，调节了反应速率，常温下反应充分，再通过油酸修饰氧化亚铜微晶，提高了氧化亚铜的抗氧化性，油酸和PVP k30之间的缔合作用，进一步控制了Cu 2+的还原速度，从而降低Cu +的过饱和度，使得体系反应更充分、结晶性好，结晶的分散性好，纯度高；在碱性环境下，油酸和PVP k30相互作用后在体系界面吸附并形成定向排列，使得反应体系性质发生变化，改变了混合体系的粘度和界面的表面张力，使得各晶面的生长速度发生变化，从而影响氧化亚铜的表面形貌的形成，同时也避免了温度过低，成核颗粒生长不完全的现象出现。
[0012]本发明具有如下技术效果：
（1）本发明方法简单、易于操作，常温制备，条件温和。
[0013]（2）本发明制备的纳米氧化亚铜形貌规整可控，为削角削棱八面体结构。
[0014]（3）本发明制备的纳米氧化亚铜粒径小，粒径分布窄、粒径为100~200nm，尺寸可控，且分散性好。
[0015]（4）本发明方法制备的纳米氧化亚铜晶面指数高，具有优异的光催化性能。本发明方法制备的纳米氧化亚铜重复制备时均可以保证上述优异的性能，重现性好。
附图说明
[0016]图1：本发明实施1制得的纳米氧化亚铜结构的XRD谱图。
[0017]图2：本发明实施例1制得的纳米氧化亚铜在100nm标尺下的扫描电镜图。
[0018]图3：本发明实施例2制得的纳米氧化亚铜在100nm标尺下的扫描电镜图。
[0019]图4：本发明实施例3制得的纳米氧化亚铜在100nm标尺下的扫描电镜图。具体实施方式
[0020]下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
[0021]实施例1
一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）、磁力搅拌下，在40mL的0.5mol/L的CuSO 4水溶液中加入80mL的1.5mol/L的NaOH水溶液，之后继续磁力搅拌30min，制得混合液A；
（2）、取100mL的0.25mol/L的抗坏血酸和2mL油酸、1.06gPVP k30混合搅拌30min，配置
成混合液B；
（3）将混合液B逐滴加入混合液A中，然后搅拌35min，混合液A与混合液B的体积比为
1.1:0.9；
（4）离心过滤出反应生成红沉淀，并依次用无水乙醇和去离子水洗涤，60℃下干燥8h。
[0022]氧化亚铜的XRD检测条件：
辐射源为Cu靶，波长为1.54060 m，扫描角度为20°~80°
，电压为30 kV ，电流为20 mA ，扫描速度为2.4°/min。
[0023]本发明制备的纳米颗粒的X衍射图如图1所示：本发明实施例1制备的纳米氧化亚铜的XRD图谱衍射峰和标准卡片JCPDSNo. 78-2076一致，没有观察到其它的杂峰，说明合成了纯相的氧化亚铜。其衍
射角度2θ在29.632
0.2°、 36.502 0.2° 、42.401 0.2° 、
61.518 0.2°、 73.697 0.2°、 77.565 0.2°处有衍射峰，对应的晶面为( 1 1 0) ( 1 1 1) ( 2 0 0) ( 2 2 0) ( 3 1 1) ( 2 2 2) 。
[0024]本实施例1制备的纳米氧化亚铜如图2所示，均为削角削棱的八面体结构，其粒径为100~200nm。
[0025]实施例2
一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）、磁力搅拌下，在50mL的0.5mol/L的CuSO 4水溶液中加入100mL的1.5mol/L的NaOH水溶液，之后继续磁力搅拌30min，制得混合液A；
（2）、取120mL的0.25mol/L的抗坏血酸和2.4mL油酸、1.27g的PVP k30混合搅拌35min，配置成混合液B；
（3）将混合液B逐滴加入混合液A中，然后搅拌30min，混合液B与混合液A的体积比为
1.2:1；
（4）离心过滤出反应生成的红沉淀，并依次用无水乙醇和去离子水洗涤，然后在60℃下干燥8h。
[0026]本实施例1制备的纳米氧化亚铜如图2所示，均为削角削棱的八面体结构，其粒径为100~200nm。需要说明的是，测试时，由于测试样本量过多，图片中晶粒为重叠的多层结构，可以看出本发明制备的纳米氧化亚铜有优异的分散性、尺寸均匀。
[0027]实施例3
一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）、磁力搅拌下，在60mL的0.5mol/L的CuSO 4水溶液中加入120mL的1.5mol/L的NaOH水溶液，之后继续磁力搅拌20min，制得混合液A；
（2）、取150mL的0.25mol/L的抗坏血酸和3mL油酸、1.59g的PVP k30混合搅拌40min，配置成混合液B；
（3）将混合液B逐滴加入混合液A中，然后搅拌40min，混合液B与混合液A的体积比为
1.15:0.95；
（4）离心过滤出反应生成的红沉淀，并依次用无水乙醇和去离子水洗涤，然后在60℃下干燥8h。
[0028]本实施例3制备的纳米氧化亚铜相貌规整，均为削角削棱的八面体结构，其粒径均
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