一種負載球形氧化鋅納米顆粒的多面體狀納米氧化銅的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種負載球形氧化鋒納米顆粒的多面體狀納米氧化銅的制備方法，屬 催化劑制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 納米催化技術(shù)在我國還處于起步階段，目前僅有Ti化等少數(shù)品種實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化， 但隨著運一技術(shù)的發(fā)展，納米催化技術(shù)已經(jīng)顯現(xiàn)出了良好的前景。納米材料具有獨特的晶 體結(jié)構(gòu)及表面特性，相比于傳統(tǒng)催化劑，其具有更高的催化活性和更好的選擇性。無庸置疑 隨著納米微粒粒徑的減小，表面積逐漸增大，吸附能力和催化性能也隨之增強。運些獨特 效應(yīng)使納米催化劑不僅可W大大提高反應(yīng)效率，甚至可W使原來不能進行的反應(yīng)進行。而 氧化銅作為一種重要的窄帶隙P型半導(dǎo)體（Eg=l. 2eV)，具有獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，在太陽 能電池、有機反應(yīng)的催化、裡電池、氣敏、催化降解有機污染物等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。近年 來，人們采用各種物理及化學(xué)方法，制備出了各種氧化銅微/納米結(jié)構(gòu)，如納米片、納米線、 納米棒、納米帶、納米管等。而作為一種提高其性能的途徑，針對W氧化銅為載體的復(fù)合物 的研究也得到了廣泛的開展，W期制備出性能更為優(yōu)良的材料。
[0003] 由于相對簡單和低能耗的特點，化學(xué)沉淀法是制備納米結(jié)構(gòu)材料的一種很有效的 方法。但是，在沉淀過程中的主要缺點就是對晶體大小，結(jié)晶度等控制不足。到現(xiàn)在為止，已 經(jīng)嘗試利用通過化學(xué)沉淀法合成分散的納米技術(shù)，如在溶液中加入不同表面活性劑W及采 用不同的反應(yīng)體系。但是運些方法的焦點主要集中在沉淀的過程而不是隨后的般燒。通常， 催化劑和表面活性劑的使用會將雜質(zhì)帶到所需的產(chǎn)品中，運將會影響其化學(xué)性能。此外，運 些方法并不適用于復(fù)雜的大型工業(yè)生產(chǎn)過程。在與上面提到的技術(shù)相比，納米氧化銅制備 階段的低溫烙鹽法具有儀器簡單，操作簡便，環(huán)境友好等突出的優(yōu)點。烙融NaN〇3 -KN03共 晶具有動力學(xué)優(yōu)勢性質(zhì)，如相對低的黏度和低烙點溫度。共晶點在混合物中低于任何純物 質(zhì)的烙點。當(dāng)系統(tǒng)溫度高于共晶點的時候，反應(yīng)體系將包含所有的液體狀態(tài)反應(yīng)物。從而 制備出形貌較好，結(jié)晶度較高，性能較好的氧化銅多面體粉體。而制備復(fù)合氧化物階段采用 了溶液蒸發(fā)法及般燒過程，從而使氧化鋒納米顆粒形貌較為均勻W及在氧化銅表面負載較 為均勻。最終制備出性能優(yōu)于單一氧化銅的復(fù)合氧化物納米粉體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決上述的催化劑形貌不均一，團聚嚴重，結(jié)晶度較低，催化 性活性不足等技術(shù)問題而提供一種負載球形氧化鋒納米顆粒的多面體狀納米氧化銅的制 備方法，即通過采用烙鹽-溶液蒸發(fā)法，控制實驗條件，制備出催化性能最好的負載球形氧 化鋒納米顆粒的多面體狀納米氧化銅，該負載球形氧化鋒納米顆粒的多面體狀納米氧化銅 作為催化劑使用，具有催化性能好，形貌均一，不易團聚，結(jié)晶度高，催化活性強等特點。
[000引本發(fā)明的技術(shù)方案 一種負載球形氧化鋒納米顆粒的多面體狀納米氧化銅的制備方法，具體包括w下步 驟： (1) 、將銅鹽溶解于去離子水中，配成濃度為0.5mol/l的銅鹽水溶液，然后用堿調(diào)抑 為6-8,然后在恒溫磁力攬拌器中控制溫度為60°C恒溫攬拌1.化，然后抽濾，所得的濾餅用 去離子水進行洗涂2-3次，然后控制溫度為60-100°C進行烘干，得到多面體狀納米氧化銅 前驅(qū)體； 所述的銅鹽為硝酸銅、氯化銅或醋酸銅； 所述的堿為氨水、氨氧化鋼或氨氧化鐘； (2) 、將步驟（1)所得的多面體狀納米氧化銅前驅(qū)體與烙鹽一起放入球磨罐中，然后加 入酒精進行球磨化，得到混合物； 所述的烙鹽為硝酸鋼和硝酸鐘組成的混合物，按質(zhì)量比計算硝酸鋼：硝酸鐘為1:1 ; 上述多面體狀納米氧化銅前驅(qū)體、烙鹽的用量，按質(zhì)量比計算，即多面體狀納米氧化銅 前驅(qū)體：烙鹽為45:55 ; 上述球磨罐中加入的酒精量，按球質(zhì)量：多面體狀納米氧化銅前驅(qū)體與烙鹽的總質(zhì)量： 酒精質(zhì)量的比為2:1:0. 6的比例計算； (3) 、將步驟（2)所得的混合物控制溫度60-100°C進行干燥后轉(zhuǎn)移入相蝸中，在空氣 條件下，控制溫度為450-650°C進行般燒化，然后空氣中自然冷卻到室溫，然后再用去離子 水洗涂2-3次，經(jīng)過真空抽濾，所得的濾餅控制溫度60-100°C進行干燥，即得到多面體狀納 米氧化銅粉體； (4) 、按照摩爾比計算，銅：鋒為3-5:1的比例，將步驟（1)所得的多面體狀納米氧化銅 粉體加入濃度為0. 05mol/L的鋒鹽水溶液中，60°C攬拌蒸發(fā)后轉(zhuǎn)移至相蝸中，在空氣條件 下，控制溫度為350-500°C進行般燒1-化，然后空氣中自然冷卻到室溫，然后再用去離子水 洗涂2-3次，然后真空抽濾，所得的濾餅控制溫度60-100°C進行干燥，即得負載球形氧化鋒 納米顆粒的多面體狀納米氧化銅； 所述的鋒鹽水溶液為硝酸鋒水溶液或醋酸鋒水溶液。
[0006]本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的一種負載球形氧化鋒納米顆粒的多面體狀納米氧化銅的制備方法，與現(xiàn)有的 溶膠凝膠法和傳統(tǒng)水熱法相比，本發(fā)明多面體狀納米氧化銅制備階段利用銅鹽為原料，通 過加入烙鹽燒結(jié)出多面體狀的納米氧化銅粉體。由于NaN〇3 -KN03共晶烙融點較低且在烙 融狀態(tài)下黏度較低，處在此種反應(yīng)環(huán)境中反應(yīng)物有較高的擴散系數(shù)，較長的擴散距離，氧化 銅晶體能得到良好的生長。該反應(yīng)受界面反應(yīng)機制控制，通過控制溫度和時間可間接控制 顆粒粒徑，獲得形態(tài)為多面體狀的氧化銅顆粒。且在反應(yīng)過程中，烙鹽貫穿于生成的粉體顆 粒之間，能有效的阻止顆粒之間的關(guān)聯(lián)，降低了顆粒團聚程度，具有合成溫度較低，操作簡 單，合成的粉體化學(xué)成分均勻，晶體形貌好等優(yōu)點。
[0007]而制備負載球形氧化鋒納米顆粒的多面體狀納米氧化銅階段采用了溶液蒸發(fā)法 及般燒過程，從而使氧化鋒納米顆粒形貌較為均勻W及在氧化銅表面負載較為均勻。最終 制備出性能優(yōu)于單一氧化銅的復(fù)合氧化物納米粉體。
【附圖說明】
[0008] 圖1、實施例1中對應(yīng)般燒溫度分別為500°C、450°C、350°C所得的負載球形氧化鋒 納米顆粒的多面體狀納米氧化銅粉體的XRD圖； 圖2、實施例1步驟（4)中對應(yīng)般燒溫度為350°C所得的負載球形氧化鋒納米顆粒的多 面體狀納米氧化銅粉體的SEM圖； 圖3a、實施例1中步驟（3)對應(yīng)般燒溫度為550°C所得的多面體狀納米氧化銅粉體的EDS能譜圖； 圖3b、實施例1步驟（4)中對應(yīng)般燒溫度為350°C所得的負載球形氧化鋒納米顆粒的 多面體狀納米氧化銅粉體上負載的球形氧化鋒納米顆粒的邸S能譜圖； 圖4、應(yīng)用實施例1中W實施例1的步驟（3)中對應(yīng)般燒溫度為550°C所得的多面體狀 納米氧化銅粉體、實施例1的步驟（4)中對應(yīng)般燒溫度為350°C所得的負載球形氧化鋒納米 顆粒的多面體狀納米氧化銅粉體為催化劑條件下，羅丹明B的濃度隨催化反應(yīng)時間的變化 情況。
【具體實施方式】
[0009] 下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步闡釋，但并不限制本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明的實施例中所用的主要設(shè)備的型號及生產(chǎn)廠家的信息如下：下面通過實施 例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0011] 本發(fā)明的各實施例中所用的主要設(shè)備的型號及生產(chǎn)廠家的信息如下： 球磨機：QM-2SP2 (化)，南京南大儀器廠； 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：DHG-9240A，上海精宏設(shè)備有限公司； 集熱式恒溫加