專利名稱：一種CuAlO₂粉末的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及CuAlO2粉末的制備方法。
背景技術：
透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxide,簡稱TC0)是一種在可見光區(qū)域具有高透過性和高導電率的材料。正是由于TCO具有禁帶寬、電阻率低、可見光范圍光學透明率高和紅外光譜區(qū)域光反射率高等特性已經被廣泛應用于太陽能電池、平面顯示器、 特殊功能窗口涂層、觸摸屏、氣敏元件、抗靜電涂層以及現代戰(zhàn)機和巡航導彈的窗等光電器件領域。例如，In203:Sn (ITO)薄膜具有透明性好，電阻率低、易刻蝕和易低溫制備等優(yōu)點， 一直是平板顯示器領域中TCO薄膜的主要材料。與此同時，多元TCO薄膜不僅進一步豐富了 TCO薄膜的材料種類、拓展了其應用領域，也為通過調節(jié)各化學組分的含量來改變其性能，從而達到應用要求提供了更多的可能。雖然過去若干年TCO材料得到了蓬勃發(fā)展，但是其應用仍存在很大的限制，僅局限于作為透明電極或紅外反射涂層膜等使用，難以成為真正意義上的“透明器件”。究其原因這些TCO大多都是n型電子導電材料，而P型空穴導電TCO材料非常少，且其導電性與n 型TCO比較相差甚遠，通常電導率低3 4個數量級，無法實現具有良好性能p-n結。在微電子和光電子器件以及電路的應用中，它只能作為無源器件，因而限制了透明導電膜的應用空間。如果能制備出具有良好光電性能的P型的透明導電膜，則可以拓寬它的應用領域—— 使之從無源器件，拓展到有源器件。例如可以制作透明p-n結、FET等有源器件，甚至可使整個電路實現透明。更為重要的是P型透明導電膜的發(fā)現，還可以開拓一個嶄新的研究領域，產生新的光電子器件及相關產業(yè)的發(fā)展。CuAlO2作為最早被開發(fā)出來的銅鐵礦類p型TCO材料，直接和間接帶隙分別為
I.8eV和3. 5eV,在可見光范圍內具有高的透明度(寬禁帶)和電導率，其原料價格低廉等優(yōu)點，一直備受人們的青睞。迄今為止,許多研究者運用不同的方法制備出了 CuAlO2粉末,包括固相反應法,離子交換法，溶膠凝膠法等，以上方法或是對設備要求較高，操作復雜且成本高，或是工藝復雜等。水熱法具有環(huán)境友好和操作簡單等有點，而且不需要有機溶劑，不需要額外的其他工藝，如煅燒。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種原料廉價易得，無毒，制備成本低，而且操作簡單，反應溫度低的CuAlO2粉末的制備方法。本發(fā)明的CuAlO2粉末的制備方法，采用的是水熱制備法，步驟如下
將CuO、Cu、Al2O3和NaOH按摩爾比I :1 :1 :1 2加入去離子水中，攪拌均勻后倒入反應釜中，注入去離子水至填充度為70 80%，將反應釜密封后在30(T360°C下保溫8 24小時進行水熱反應，反應結束自然冷卻到室溫，取出反應釜中的產物，離心分離后依次用去離子水、氨水、去離子水、無水乙醇清洗，干燥，得到CuAlO2粉末。本發(fā)明制備方法簡單、所需的設備便宜，易操作且低能耗，所需原料易得、無毒，重復利用性強。


圖I本發(fā)明制備得到的CuAlO2粉末的X射線衍射(XRD)圖2本發(fā)明制備得到的CuAlO2粉末的掃描電鏡(SEM)照片；
圖3本發(fā)明制備得到的CuAlO2粉末的能量色散譜(EDS)。
具體實施例方式以下通過實例結合示意圖進一步說明本發(fā)明CuAlO2粉末的制備方法。實施例I
首先將0. 40g的分析純Cu0、0. 32g的分析純Cu、0. 51g的分析純Al2O3和0. 20g的分析純NaOH (摩爾比CuO Cu =Al2O3 NaOH= I :1:1:1)依次加入去離子水中。然后，用可加熱的磁力攪拌器將此渾濁液攪拌均勻，將渾濁液倒入反應釜中。接著向反應釜中注入去離子水至填充度達到80%，將反應釜密封好后，在350°C下保溫12小時進行水熱反應，反應結束自然冷卻到室溫。最后取出反應釜中的產物，離心分離后依次用去離子水、氨水、去離子水、無水乙醇清洗，得到黑色粉末，將粉末置于干燥箱中于80°C干燥一個小時。制備得到的CuAlO2粉末的X射線衍射(XRD)見圖I ;
CuAlO2粉末的掃描電鏡(SEM)照片見圖2 ；CuA102粉末的能量色散譜(EDS)見圖3。實施例2
首先將0. 40g的分析純Cu0、0. 32g的分析純Cu、0. 51g的分析純Al2O3和0. 40g的分析純NaOH (摩爾比CuO Cu =Al2O3 NaOH= I :1:1:2)依次加入去離子水中。然后，用可加熱的磁力攪拌器將此渾濁液攪拌均勻，將渾濁液倒入反應釜中。接著向反應釜中注入去離子水至填充度達到75%，將反應釜密封好后，在300°C下保溫24小時進行水熱反應，反應結束自然冷卻到室溫。最后取出反應釜中的產物，離心分離后依次用去離子水、氨水、去離子水、無水乙醇清洗，得到黑色粉末，將粉末置于干燥箱中于80°C干燥一個小時。
權利要求
1. 一種CuAlO2粉末的制備方法，其特征在于步驟如下將CuO、Cu、Al2O3和NaOH按摩爾比I :1 :1 :1 2加入去離子水中，攪拌均勻后倒入反應釜中，注入去離子水至填充度為70 80%，將反應釜密封后在30(T360°C下保溫8 24小時進行水熱反應，反應結束自然冷卻到室溫，取出反應釜中的產物，離心分離后依次用去離子水、氨水、去離子水、無水乙醇清洗，干燥，得到CuAlO2粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開的CuAlO2粉末的制備方法，采用的是水熱制備法，將CuO、Cu、Al2O3和NaOH按摩爾比1111～2加入去離子水中，攪拌均勻后倒入反應釜中，注入去離子水至填充度為70～80%，將反應釜密封后在300~360℃下保溫8~24小時進行水熱反應，反應結束自然冷卻到室溫，取出反應釜中的產物，離心分離后依次用去離子水、氨水、去離子水、無水乙醇清洗，干燥，得到CuAlO2粉末。本發(fā)明制備方法簡單、所需的設備便宜，易操作且低能耗，所需原料易得、無毒，重復利用性強。
文檔編號H01B1/08GK102602975SQ20111002563
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權日2011年1月24日
發(fā)明者葉志鎮(zhèn), 方敏, 黃靖云 申請人:浙江大學