銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料及其一步合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料及其一步合成方法，其特征在于，是由亞微米球形碳和高數(shù)密度的銅納米粒子構(gòu)成，碳球直徑為400-800nm；銅納米粒子絕大部分均勻地分布在碳球內(nèi)部；銅粒子的數(shù)密度可調(diào)，尺寸在5-50nm范圍內(nèi)可控；碳的保護(hù)作用使得銅納米粒子具有很好的抗氧化性。配制濃度為0.1-1.0mol·L-1的葡萄糖水溶液，Cu2+濃度為12.5-20mmol·L-1；滴加氨水調(diào)節(jié)PH值至4.5-6.0；將混合液轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，所得混合液在反應(yīng)釜中于160-180℃范圍內(nèi)恒溫反應(yīng)3-5h；反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，產(chǎn)物經(jīng)反復(fù)離心洗滌后置于真空烘箱中或者N2保護(hù)氣氛下50±10℃干燥。該技術(shù)解決了金屬銅特別是其納米粒子極易被氧化而很難在普通環(huán)境下制備與保存的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料及其一步合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料及其一步合成方法，特別是具有小尺寸、高數(shù)密度和高穩(wěn)定性的銅納米粒子。復(fù)合材料由球形碳和高數(shù)密度的銅納米粒子構(gòu)成，銅粒子絕大部分均勻地分布在直徑為400-800nm碳球的內(nèi)部，且粒徑在5_50nm范圍內(nèi)可控。
【背景技術(shù)】
[0002]銅納米材料在催化、精密傳感器和生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用。納米尺度下銅非?；顫?，很容易被氧化失活，這一特性限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。與納米金、銀相比，當(dāng)前的研究在很大程度上仍停留在銅的氧化物和復(fù)合物上。制備和保存銅納米材料運(yùn)用的手段常常是引入保護(hù)氣氛或者覆蓋表面活性劑保護(hù)層。在精度要求高的條件下，如制備粒徑范圍在幾納米至幾十納米之間的銅納米粒子時(shí)甚至需要引入高真空條件。物理制備方法主要包括團(tuán)簇濺射法和高溫電弧法，前者主要用于制備納米級(jí)薄膜，后者是在真空技術(shù)的支持下發(fā)展起來(lái)的。銅納米粒子的化學(xué)合成以還原銅離子為主要手段，相比物理法的優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)物均一性較好，反應(yīng)參數(shù)可控性大，但同樣要面對(duì)的問(wèn)題是如何防止氧化失活。避免銅與氧的接觸，在發(fā)生氧化的過(guò)程中減緩其被氧化的速率是解決這一問(wèn)題最直接的方法。
[0003]本發(fā)明將通過(guò)引入保護(hù)材料，使制備過(guò)程中生成的銅納米粒子直接分散于保護(hù)材料內(nèi)部，從而有效地防止金屬銅納米粒子在制備和保存的過(guò)程中被氧化。選用碳作為保護(hù)材料與納米銅復(fù)合既不會(huì)對(duì)金屬本身性能產(chǎn)生影響，又提高了其抗氧化性。采用水熱還原法在合成銅納米粒子的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行包埋。反應(yīng)物都以溶質(zhì)的形式存在于初始反應(yīng)液中，反應(yīng)在高溫高壓的密封反應(yīng)釜中進(jìn)行。水熱還原合成法的特點(diǎn)是反應(yīng)產(chǎn)物尺寸和分布都較均勻，整個(gè)反應(yīng)溶液體系基本處于均相狀態(tài)，金屬納米粒子在溶液中還原、成核、生長(zhǎng)，晶粒生長(zhǎng)較完整。此外，由于水熱反應(yīng)的均相成核及非均相成核機(jī)理與固相反應(yīng)的擴(kuò)散機(jī)制不同，可創(chuàng)造出其它方法無(wú)法獲得的新化合物和新材料。在制備過(guò)程中形成包覆層在水熱法中易于實(shí)現(xiàn)。
[0004]本發(fā)明公開(kāi)了一種銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球的復(fù)合材料及其一步合成方法。在不需要惰性氣體和任何表面活性劑保護(hù)的情況下，實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)金屬銅粒子的制備及其高穩(wěn)定性。通過(guò)調(diào)節(jié)溶液PH、葡萄糖(還原劑與碳源)與銅鹽(Cu2+離子)的摩爾濃度比、反應(yīng)溫度、和反應(yīng)時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合顆粒中銅納米粒子的尺寸、數(shù)密度和分布情況的調(diào)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的:提出制備具有高熱穩(wěn)定性的銅納米粒子的方法，特別是一步合成方法，獲得由球形碳和高數(shù)密度的銅納米粒子構(gòu)成的復(fù)合材料。此方法實(shí)現(xiàn)了將銅納米粒子包埋在非晶碳球中，從而防止銅納米粒子的氧化失活；同時(shí)亞微米球形碳顆粒使得復(fù)合材料更容易分離、保存和重復(fù)使用。此方法簡(jiǎn)單便捷，可被推廣到其它易氧化金屬納米粒子的制備領(lǐng)域。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:以葡萄糖作為還原劑與碳源，氨水作為反應(yīng)體系PH的調(diào)節(jié)齊U。在濃度為0.1-1.0M的葡萄糖水溶液中，溶解一定量的銅鹽，制得Cu2+濃度為12.5-20mM ；在磁力攪拌的條件下滴加氨水調(diào)節(jié)PH值至4.5-6.0 ;取混合溶液至反應(yīng)釜中，在160-180°C范圍內(nèi)某一恒溫條件反應(yīng)3-5小時(shí)；反應(yīng)釜自然冷卻至室溫，為取得目標(biāo)產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)反復(fù)離心分離與清洗，最后在真空或N2氣氛下50±10°C干燥，干燥時(shí)間8-12小時(shí)。
[0007]本發(fā)明是以葡萄糖、硝酸銅和氨水的混合溶液為原料，制備方法為水熱法；反應(yīng)釜填充率為50VOl% ;復(fù)合材料是由亞微米球形碳和高數(shù)密度的銅納米粒子構(gòu)成，碳球直徑為400-800nm ;銅納米粒子絕大部分均勻地分布在碳球內(nèi)部；銅粒子的數(shù)密度可調(diào)，尺寸在5-50nm范圍內(nèi)可控；碳的保護(hù)作用使得銅納米粒子具有很好的抗氧化性。
[0008]配制混合溶液過(guò)程中由于部分銅離子轉(zhuǎn)化為銅氨絡(luò)和離子，溶液由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色。
[0009]經(jīng)過(guò)約10_15min攪拌后靜置，溶液的pH將穩(wěn)定無(wú)變化。
[0010]最佳制備條件:3g葡萄糖溶解于去離子水中得到0.38M的葡萄糖溶液；銅離子濃度范圍12.5-20mM;初始pH范圍5.0-5.5 ;反應(yīng)溫度160°C，反應(yīng)時(shí)間3h，反應(yīng)釜填充率50νο1% ο
[0011]水熱法所采用的原料為廉價(jià)的葡萄糖及硝酸銅試劑，PH調(diào)節(jié)劑和絡(luò)合劑為氨水。
[0012]本發(fā)明專利中選擇葡萄糖碳化形成的不定型碳作為保護(hù)材料，由于碳材料本身具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，一方面能夠保護(hù)銅粒子不與氧氣接觸而發(fā)生氧化，另一方面葡萄糖碳化后形成的不定型碳與氧和金屬銅在常溫條件以及較高的溫度條件下都不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
[0013]本發(fā)明首次利用一步水熱反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了非晶碳包埋銅納米粒子以防止其被氧化失活的目的；克服了模板電化學(xué)沉積、模板化學(xué)氣相沉積和多步法的步驟復(fù)雜、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)；同時(shí)亞微米球形碳顆粒使得復(fù)合材料更容易分離、保存和重復(fù)使用。復(fù)合材料中銅納米粒子的尺寸、數(shù)密度、分布位置等均可調(diào)控。該方法無(wú)需任何模板，裝置簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、可控性好、易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。尤其是，可被推廣到其它易氧化金屬納米粒子的制備領(lǐng)域。本發(fā)明制備的復(fù)合材料在催化領(lǐng)域中具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015](I)本發(fā)明首次公開(kāi)了由球形碳和高數(shù)密度的銅納米粒子構(gòu)成的復(fù)合材料，且銅納米粒子的尺寸、數(shù)密度、分布位置等均可調(diào)控。
[0016](2)采用葡萄糖、硝酸銅和氨水的混合溶液為原料，制備過(guò)程中無(wú)需表面活性劑、模板和保護(hù)氣氛，依靠反應(yīng)體系實(shí)現(xiàn)納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的自發(fā)形成，簡(jiǎn)化合成過(guò)程并大幅降低成本。
[0017](3)本發(fā)明提出了一種簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)且大范圍適用于易氧化金屬納米粒子的技術(shù)路線。
[0018](4)與諸如溶膠凝膠等其它制備方法相比，水熱法有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]①可控性好。通過(guò)調(diào)節(jié)溶液PH、葡萄糖與銅鹽摩爾濃度比、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，可控制產(chǎn)物的組分、尺寸和結(jié)構(gòu)特征；[0020]②水熱法簡(jiǎn)單易行，易操作，產(chǎn)率高；制備參數(shù)可控性好，易于對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行調(diào)控。
[0021]③成本低廉，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
[0022](5)碳的包埋防止了銅納米粒子的團(tuán)聚與氧化失活，更容易分離、保存和重復(fù)使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0023]圖1為樣品Cu-C-1的(a-c)低倍TEM圖和(d)HRTEM圖；a左下角插圖為單個(gè)Cu-C復(fù)合球的SAED圖。
[0024]圖2為樣品Cu-C-2的(a)低倍TEM圖和(b)放大TEM圖片。
[0025]圖3為樣品Cu-C-3的(a)低倍TEM圖和(b)放大TEM圖片。
[0026]圖4 為樣品 Cu-C-1、Cu-C-2 和 Cu_C_3 的 XRD 圖譜。
[0027]圖5為樣品Cu-C-1的XPS能譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明中一步水熱法制備銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料，【具體實(shí)施方式】如下: [0029]實(shí)施例1
[0030]銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料的制備:4g葡萄糖溶于40mL去離子水中配制成濃度為0.56M的溶液，再向溶液中加入一定量的硝酸銅，其摩爾濃度為12.5mM，滴加氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至5.5左右。由于溶液中部分銅離子轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氨絡(luò)離子，溶液由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色。經(jīng)過(guò)約10-15min攪拌，將40mL混合溶液轉(zhuǎn)移至容積為50mL的反應(yīng)釜中。然后將反應(yīng)釜放入烘箱中在180°C下反應(yīng)5h。反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)釜自然冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)反復(fù)離心分離與清洗，最后在真空或N2氣氛下50°C干燥，干燥10小時(shí)。所制得樣品標(biāo)記為Cu-C-1 ο
[0031]圖1為實(shí)施例1 (葡萄糖水溶液濃度0.55mol -11, Cu2+濃度12.5mM, PH=5.5，填充度80%,反應(yīng)溫度180°C，反應(yīng)時(shí)間5h)所得產(chǎn)物(樣品Cu-C-1)的TEM圖片。由于碳球直徑太大，TEM圖只能看到球邊緣的納米粒子分布(圖1a)。從放大倍數(shù)更高的TEM圖可以看到，納米粒子均勻分布在碳球的內(nèi)部，碳球表面只有少量納米粒子存在(圖lb-c)。碳球直徑約800nm，而納米粒子的平均粒徑分別為在8nm，插圖中的電子衍射環(huán)是由復(fù)合體系中大量小尺寸的銅納米粒子參與衍射的結(jié)果。高分辨透射電子顯微(HRTEM)圖表明，單個(gè)銅納米粒子為近球形的單晶粒子(圖1d)。
[0032]實(shí)施例2
[0033]葡萄糖水溶液濃度0.38mol噸―1，填充度50%，反應(yīng)時(shí)間3h，其它條件同實(shí)施例1。所制得樣品標(biāo)記為Cu_C_2。
[0034]圖2為實(shí)施例2所得產(chǎn)物的TEM圖片。當(dāng)葡萄糖濃度降低為0.38M時(shí)，填充度減小為50%，反應(yīng)時(shí)間減小為3h，復(fù)合碳球的尺寸急劇減小。一系列的實(shí)驗(yàn)研究表明葡萄糖的濃度約為0.38M時(shí)制得的復(fù)合球的尺寸適中(大約在400nm-800nm)，且復(fù)合球內(nèi)銅納米粒子以很高的數(shù)密度分布均勻。
[0035]實(shí)施例3[0036]葡萄糖水溶液濃度0.1Omol.L—1，其它條件同實(shí)施例2。
[0037]當(dāng)葡萄糖水溶液濃度進(jìn)一步降低到0.1Omol.I71,復(fù)合納米材料中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯下降，且該條件下銅納米粒子在碳球中的分布變得不均勻。
[0038]實(shí)施例4
[0039]Cu2+濃度增加為20mM，PH增加到6.05，其它條件同實(shí)施例2。所制得樣品標(biāo)記為Cu-C-3。
[0040]圖3為實(shí)施例4所得產(chǎn)物的TEM圖片。當(dāng)Cu2+濃度增加為20mM，PH增加到6.05時(shí)，復(fù)合球中銅納米粒子的尺寸明顯增加，平均直徑為45nm，且納米粒子的數(shù)密度大大降低。
[0041]實(shí)施例5
[0042]葡萄糖濃度固定在0.38M，銅離子濃度為12.5_25mM，其它條件同實(shí)例2。
[0043]對(duì)葡萄糖碳化制備純碳球相比，發(fā)現(xiàn)加入銅鹽后，葡萄糖碳化成球的反應(yīng)速率加快。銅離子的濃度對(duì)于銅納米粒子的尺寸也有影響。在一定范圍內(nèi)，隨著反應(yīng)體系中銅離子濃度的上升，產(chǎn)物中銅納米粒子的尺寸也有增大。對(duì)比樣品Cu-C-2 (12.5mM)和樣品Cu-C-3 (20mM)的XRD圖譜，可以看出不同的銅離子濃度，對(duì)應(yīng)產(chǎn)物衍射峰的半高寬并不相同，即所得銅納米粒子的晶粒尺寸不同。此外，過(guò)量的銅離子(25mM)，會(huì)引起碳球生長(zhǎng)的不規(guī)則化，表現(xiàn)為碳球的粘連生長(zhǎng)與破裂。過(guò)低的銅離子濃度會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)物中銅納米粒子的不均勻分布。因此銅離子的濃度應(yīng)當(dāng)控制在12.5-25mM范圍內(nèi)。
[0044]圖4 為為樣品 Cu-C-U Cu-C-2 和 Cu-C-3 的 XRD 圖譜。在 2 Θ =43.5。,50.7° 和74.48°的位置顯現(xiàn)XRD特征峰，與Cu (111)、(200)和(220)三個(gè)晶面的特征峰相吻合。圖譜中沒(méi)有明顯的CuO和Cu2O等雜質(zhì)的特征峰，表明制得的樣品中不含或者可能含有極少量的銅的氧化物。大多數(shù)銅以晶態(tài)粒子的形式存在于碳球基體內(nèi)。由于樣品都是在真空條件低熱下烘干，常溫有氧條件下保存，X射線衍射峰證明了在常溫有氧條件下，碳球基體內(nèi)部的銅納米粒子未被氧化。圖中可以看出對(duì)應(yīng)峰的位置雖然相同，但是特征峰的半高寬不同。通過(guò)Scherrer公式計(jì)算可以近似得到樣品Cu-C-1中納米粒子的晶粒尺寸約為9nm,這一數(shù)值與TEM表征的結(jié)果一致。樣品Cu-C-3的粒徑(30-50nm)明顯大于樣品Cu_C_l，這是由于反應(yīng)初始較高的銅離子濃度。
[0045]圖5為實(shí)例I所得樣品Cu-C-1的X射線光電子能譜(XPS)圖，對(duì)嵌于碳球基體表面的銅納米粒子的氧化情況進(jìn)行了分析。圖中Cu2Pl / 2和Cu2p3 / 2對(duì)應(yīng)的結(jié)合能位置分別為952.78eV 和 932.71eV,分別對(duì)應(yīng)了 CuO(952.70eV)和 Cu (932.70eV)以及 Cu2O(932.70eV)中銅離子的能級(jí)能量。分析表明復(fù)合材料表面微量的銅元素被氧化形成了一價(jià)和二價(jià)的銅氧化物。
[0046]實(shí)施例6
[0047]添加大量氨水，使初始溶液的pH調(diào)制接近中性，其它條件同實(shí)例I。
[0048]樣品中有形狀畸變的碳球，球表面未能觀察到銅納米粒子存在。
[0049]制備過(guò)程中引入適量的氨水(pH=ll.5)，提高初始反應(yīng)溶液的pH值(初始的硝酸銅-葡萄糖混合溶液呈弱酸性，其PH值約在5.1-5.3之間)，使溶液的初始pH值接近5.5，且溶液中大多數(shù)銅離子轉(zhuǎn)換成銅氨絡(luò)合離子的形式。溶液中PH值被調(diào)節(jié)至接近中性抑制葡萄糖聚合脫水碳化。在制備過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，添加氨水調(diào)節(jié)PH得到的碳球尺寸比相同濃度沒(méi)有添加氨水的對(duì)照組要小。銅氨絡(luò)合離子相對(duì)銅離子而言能量更低，在溶液中更穩(wěn)定，不容易發(fā)生還原反應(yīng)，因而銅被還原的速率降低，減緩了之后晶核的形成，同時(shí)被氨分子包覆形成多面體結(jié)構(gòu)的銅氨絡(luò)合離子電荷密度小于銅離子，碳球表面支鏈末端的負(fù)電荷基團(tuán)對(duì)其的吸附作用小，使銅納米粒子的生長(zhǎng)速度減緩。在此條件下，形成的晶核具有更小的尺寸和更好的分散性。
[0050]向反應(yīng)體系中引入氨水的目的主要是平衡反應(yīng)過(guò)程中碳球生長(zhǎng)速率與銅離子的還原速率，以得到理想的碳球形貌與銅納米粒子分布。適量的氨水能有效改善反應(yīng)產(chǎn)物的形貌，其效率相比單一調(diào)控反應(yīng)試劑葡萄糖和硝酸銅的摩爾比要高。在引入氨分子后，銅納米粒子分布的均勻性以及成核的規(guī)則性都比沒(méi)有添加氨水實(shí)驗(yàn)組要高。在沒(méi)有引入氨水的反應(yīng)組中，往往還會(huì)形成游離態(tài)的銅晶粒，這些銅晶粒沒(méi)有被包埋在碳球中或鑲嵌在碳球上，而是在溶液中直接生長(zhǎng)成有著一定晶體形態(tài)的大尺寸顆粒，這對(duì)于提高銅納米粒子的分散性和比表面積是不利的。氨水通過(guò)對(duì)反應(yīng)溶液PH的調(diào)節(jié)以及對(duì)物質(zhì)存在形式的影響來(lái)平衡碳球生長(zhǎng)與銅離子還原速率，從而達(dá)到使得小尺寸的銅納米粒子在碳基體中均勻分布的目的。
[0051]實(shí)施例7
[0052]同一溫度160°C下,不同反應(yīng)時(shí)間(2h、3h、5h),其它條件與實(shí)例I相同；
[0053]同一反應(yīng)時(shí)間3h,不同溫度對(duì)(180°C、160°C )，其它條件與實(shí)例I相同。
[0054]所得的銅-碳納米復(fù)合球的尺寸以及銅納米粒子的尺寸都隨著反應(yīng)時(shí)間的增加和反應(yīng)溫度的升高而增大。更高的反應(yīng)溫度提高了溶液中分子的動(dòng)能，加快了反應(yīng)速率，反應(yīng)進(jìn)程與時(shí)間成正比(反應(yīng)體系為復(fù)雜的有機(jī)成鏈成環(huán))，這一點(diǎn)符合化學(xué)過(guò)程中的熱力學(xué)原理，為確保反應(yīng)能夠進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中溫度應(yīng)當(dāng)不低于160°C，反應(yīng)時(shí)間不少于3h。
【權(quán)利要求】
1.銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料及其一步合成方法，其特征在于，復(fù)合材料是由亞微米球形碳和高數(shù)密度的銅納米粒子構(gòu)成，碳球直徑為400-800nm ;銅納米粒子絕大部分均勻地分布在碳球內(nèi)部；銅粒子的數(shù)密度可調(diào)，尺寸在5-50nm范圍內(nèi)可控；碳的保護(hù)作用使得銅納米粒子具有很好的抗氧化性。 銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料的一步合成方法，其特征在于，配制濃度為0.1-1.0mol.L-1的葡萄糖水溶液，然后加入銅鹽并攪拌至完全溶解，制得Cu2+濃度為12.5-20mmol -L-1 ;滴加氨水調(diào)節(jié)PH值至4.5-6.0 ;將混合液轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，裝滿度為40-80VOl%，然后將密封反應(yīng)釜放入恒溫烘箱中，反應(yīng)時(shí)間為3-5h ;反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，產(chǎn)物經(jīng)反復(fù)離心洗滌后置于真空烘箱中或者N2保護(hù)氣氛下干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料，其特征在于，銅納米粒子絕大部分均勻地分布在碳球的內(nèi)部，只有少量銅納米粒子在碳球表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料的一步合成方法，其特征在于，采用水熱法，反應(yīng)在空氣中進(jìn)行；以葡萄糖和銅鹽的混合溶液為前驅(qū)體，其中葡萄糖既作為還原劑，又作為碳源；銅鹽包括硝酸銅、硫酸銅或氯化銅，氨水作為PH調(diào)節(jié)劑和Cu2+的絡(luò)合劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料的一步合成方法，其特征在于，葡萄糖水溶液濃度為0.1-1.0mol.L—1，銅離子在混合溶液中濃度為12.5-20mmol.L-1，滴加氨水調(diào)節(jié) PH 值至 4.5-6.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料的一步合成方法，其特征在于，反應(yīng)釜的體積為40-100mL，裝滿度為50vol% ;水熱反應(yīng)溫度為160_180°C范圍內(nèi)的某一恒定溫度；反應(yīng)時(shí)間為3-5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅納米粒子均勻摻雜亞微米碳球復(fù)合材料的一步合成方法，其特征在于，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液PH、葡萄糖與銅鹽摩爾濃度比、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，能夠?qū)?fù)合材料中銅納米粒子的尺寸、數(shù)密度和分布位置進(jìn)行調(diào)控；產(chǎn)物自然冷卻至室溫，經(jīng)反復(fù)離心洗滌后置于真空烘箱中或者N2保護(hù)氣氛下干燥；干燥溫度50±10°C，干燥時(shí)間8-12小時(shí)。
【文檔編號(hào)】B82Y30/00GK103862062SQ201410145522
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】唐少春, 王勇光, 王翔宇, 崔娟, 孟祥康 申請(qǐng)人:南京大學(xué)