一種磷化亞銅納米管的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磷化亞銅納米管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]過渡金屬磷化物的納米材料形貌控制已成為研宄的熱點，因為材料的形貌、尺寸能夠極大影響其物理化學性能，如催化、電化學、磁等。因而近年來，研宄者們致力于特定形貌的過渡金屬磷化物可控合成。在一系列的磷化物中，尤其是特殊形貌的Cu3P，如六邊形、枝狀、空心球等展現(xiàn)出優(yōu)異的儲能、光催化降解特性。與傳統(tǒng)的三維材料、納米粒子相比，納米管結(jié)構(gòu)獨特的內(nèi)部、外部、邊緣的表面結(jié)構(gòu)使得其具有更多的功能化特征。然而，大多數(shù)對Cu3P的制備研宄都局限在三維材料，鮮有文獻報道合成高質(zhì)量、尺寸均一的Cu3P納米管結(jié)構(gòu)的方法。
[0003]目前金屬磷化物納米管材料的合成方法主要使用的是有機金屬前驅(qū)體分解法，化學原位合成法和溶劑熱法。然而有機金屬前驅(qū)體分解法操作較復雜、成本也較高，且有機金屬前驅(qū)體難以合成，因而有很大的局限性。而化學原位合成法制備的一維結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物雖然形貌均一，但該法使用毒性較大的有機磷源，安全性較差且成本較高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。而溶劑熱體系，報道的雖然可以通過延長反應時間能夠得到少量的Cu3P納米管，但其大部分的產(chǎn)物仍為微球。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種磷化亞銅納米管的制備方法，方法簡單，制備出的磷化亞銅形貌、尺寸均一。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]一種磷化亞銅納米管的制備方法，包括以下步驟:
[0007]I)向錐形瓶中加入體積30?45mL的N，N- 二甲基甲酰胺溶液(DMF)；
[0008]2)向錐形瓶中加入0.00?0.15g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，攪拌、超聲至完全溶解，CTAB濃度為Og/L?5.0g/L ；
[0009]3)向錐形瓶中加入銅鹽，攪拌、超聲至完全溶解，銅鹽的濃度為5.0g/L?8.0g/L ；
[0010]4)將步驟3)得到的透明溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，再向透明溶液中加入0.08?0.20g的黃磷，使其濃度為1.50?7.00g/L，然后把聚四氟乙烯內(nèi)襯密封到不銹鋼模具中，在密閉條件下由室溫開始加熱并在140?200°C加熱反應12?20h ；
[0011]5)反應完成后，隨爐冷卻到室溫，然后用快速定量濾紙過濾，即得粗產(chǎn)物；
[0012]6)依次分別用去離子水、苯和無水乙醇對粗產(chǎn)物進行洗滌；
[0013]7)將洗滌后的產(chǎn)品置入真空干燥箱中，于50?60°C下真空干燥4h，得到磷化亞銅納米管。
[0014]所述的銅鹽是硫酸銅、氯化銅或硝酸銅。
[0015]所述的聚四氟乙烯內(nèi)襯為50mL，填充度為60%?90%。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017](I)具有特殊納米管結(jié)構(gòu)，其直徑約為lOOnm，管壁厚大約為1nm0
[0018](2)得到的納米管形貌易控、尺寸均一，同時可以有效避免使用昂貴、毒性較大的有機磷源。
[0019](3)本發(fā)明成本低，原料易得，制備工藝簡單，重復性好，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0020]附圖為實施例1所得磷化亞銅產(chǎn)物TEM圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做詳細描述。
[0022]實施例1
[0023]一種磷化亞銅納米管的制備方法，包括以下步驟:
[0024]I)向錐形瓶中加入體積40mL的N，N- 二甲基甲酰胺溶液(DMF)；
[0025]2)向錐形瓶中加入0.1Og十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，攪拌、超聲至完全溶解，CTAB 濃度為 2.5g/L ；
[0026]3)向錐形瓶中加入0.25g五水合硫酸銅，攪拌、超聲至完全溶解，銅鹽的濃度為6.25g/L，所述的銅鹽為五水合硫酸銅；
[0027]4)將步驟3)得到的透明溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，再向透明溶液中加入
0.124g的黃磷，使其濃度為3.10g/L，然后把聚四氟乙烯內(nèi)襯密封到不銹鋼模具中，在密閉條件下由室溫開始加熱并在160°C加熱反應16h ；
[0028]5)反應完成后，隨爐冷卻到室溫，然后用快速定量濾紙過濾，即得粗產(chǎn)物；
[0029]6)依次分別用去離子水、苯和無水乙醇對粗產(chǎn)物進行洗滌；
[0030]7)將洗滌后的產(chǎn)品置入真空干燥箱中，于50?60°C下真空干燥4h，得到磷化亞銅納米管。
[0031]本實施例1制備出的納米管狀磷化亞銅材料，其TEM圖片如圖1所示。
[0032]實施例2
[0033]將實施例1中步驟2)的CTAB用量改為0.00g，其他條件不變，產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)沒有納米管形成，取而代之的是一空心堆積物。
[0034]實施例3
[0035]將實施例1中步驟2)的CTAB用量改為0.15g，其他條件不變，產(chǎn)物中明顯發(fā)現(xiàn)納米管消失，產(chǎn)物為空心球結(jié)構(gòu)。
[0036]實施例4
[0037]將實施例1中步驟4)的加熱溫度改為140°C，其他條件不變，產(chǎn)物中少量的納米管，團聚嚴重，同時其結(jié)晶性也很差。
[0038]實施例5
[0039]將實施例1中步驟4)的加熱溫度改為160°C，其他條件不變，產(chǎn)物中大部分為納米管，但分散性較差。
[0040]實施例6
[0041]將實施例1中步驟4)的加熱溫度改為200°C，其他條件不變，產(chǎn)物形貌較雜，分散性差，尺寸不太均一，基本沒有納米管出現(xiàn)。
[0042]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細的說明描述，且對不同的實施例的產(chǎn)物現(xiàn)象進行了描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種磷化亞銅納米管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)向錐形瓶中加入體積30?45mL的N，N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)； 2)向錐形瓶中加入0.00?0.15g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，攪拌、超聲至完全溶解，CTAB 濃度為 0.00g/L ?5.0g/L ； 3)向錐形瓶中加入銅鹽，攪拌、超聲至完全溶解，銅鹽的濃度為5.00g/L?8.00g/L ； 4)將步驟3)得到的透明溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，再向透明溶液中加入0.08?0.20g的黃磷，使其濃度為1.50?7.00g/L，然后把聚四氟乙烯內(nèi)襯密封到不銹鋼模具中，在密閉條件下由室溫開始加熱并在140?200°C加熱反應12?20h ； 5)反應完成后，隨爐冷卻到室溫，然后用快速定量濾紙過濾，即得粗產(chǎn)物； 6)依次分別用去離子水、苯和無水乙醇對粗產(chǎn)物進行洗滌； 7)將洗滌后的產(chǎn)品置入真空干燥箱中，于50?60°C下真空干燥4h，得到磷化亞銅納米管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷化亞銅納米管的制備方法，其特征在于: 所述的銅鹽是硫酸銅、氯化銅或硝酸銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷化亞銅納米管的制備方法，其特征在于: 所述的聚四氟乙烯內(nèi)襯為50mL，填充度為60%?90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷化亞銅納米管的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)向錐形瓶中加入體積40mL的N，N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)； 2)向錐形瓶中加入0.1Og十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，攪拌、超聲至完全溶解，CTAB濃度為2.50g/L ； 3)向錐形瓶中加入銅鹽，攪拌、超聲至完全溶解，銅鹽的濃度為6.25g/L，所述的銅鹽為五水合硫酸銅； 4)將步驟3)得到的透明溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，再向透明溶液中加入0.124g的黃磷，使其濃度為3.10g/L，然后把聚四氟乙烯內(nèi)襯密封到不銹鋼模具中，在密閉條件下由室溫開始加熱并在160 °C加熱反應16h ； 5)反應完成后，隨爐冷卻到室溫，然后用快速定量濾紙過濾，即得粗產(chǎn)物； 6)依次分別用去離子水、苯和無水乙醇對粗產(chǎn)物進行洗滌； 7)將洗滌后的產(chǎn)品置入真空干燥箱中，于50?60°C下真空干燥4h，得到磷化亞銅納米管。
【專利摘要】一種磷化亞銅納米管的制備方法，向N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)加入十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，攪拌、超聲至完全溶解，然后加入銅鹽，攪拌、超聲至完全溶解，得到的透明溶液，將透明溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，再加入黃磷，然后把聚四氟乙烯內(nèi)襯密封到不銹鋼模具中，在密閉條件下由室溫開始加熱反應，反應完成后，隨爐冷卻到室溫，然后用快速定量濾紙過濾，即得粗產(chǎn)物，然后依次分別用去離子水、苯和無水乙醇對粗產(chǎn)物進行洗滌，最后將洗滌后的產(chǎn)品真空干燥，得到磷化亞銅納米管，本發(fā)明方法簡單，制備出的磷化亞銅形貌、尺寸均一。
【IPC分類】C01B25-08, B82Y40-00
【公開號】CN104803364
【申請?zhí)枴緾N201510231148
【發(fā)明人】劉淑玲, 朱建平, 劉慧 , 仝建波, 程芳玲
【申請人】陜西科技大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月7日