球形海胆状氧化铜颗粒及其制备方法、应用.pdf

(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CN113753939A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202111133458.0(22)申请日2021.09.27(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人刘晓伟杨宝朔艾远(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人肖明洲(51)Int.Cl.C01G3/02(2006.01)B01J35/10(2006.01)B01J23/72(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称球形海胆状氧化铜颗粒及其制备方法、应用(57)摘要本发明公开了一种球形海胆状氧化铜颗粒及其制备方法、应用，通过铜盐和硫脲先得到前体沉淀液，然后进一步加入氢氧化物溶液进行二次反应，包括以下步骤：将铜盐和硫脲溶解到中性极性溶剂中制成溶液A，将氢氧化物溶解到去离子水中制成溶液B；将溶液A加热搅拌得到带刺前体沉淀液；将溶液B倒入带刺前体沉淀液混合制成溶液C；将溶液C加热反应，得到沉淀产物；对二次反应的沉淀产物进行洗涤；烘干沉淀产物，得到球形海胆状氧化铜颗粒。与现有的海胆状氧化铜颗粒制备方法相比，产物具有更好的海胆形态，具有更长的带刺，整体具备更高比表面积、更低体密度和更高活性位点的特点，并由此使其在光热、催化等方面具有更高的性能。CN113753939ACN113753939A权利要求书1/1页1.一种球形海胆状氧化铜颗粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将铜盐和硫脲溶解到中性极性溶剂中制成溶液A，将氢氧化物溶解到去离子水中制成溶液B，浓度分别为0.1～0.2mol/L和0.2～0.4mol/L；S2：将溶液A在60～80℃加热搅拌5～10min得到带刺前体沉淀液；S3：将溶液B倒入带刺前体沉淀液混合制成溶液C，体积比为1：1～2；S4：将溶液C加热反应1～2h，得到沉淀产物；S5：依次采用去离子水和乙醇分别对步骤S4中二次反应的沉淀产物进行1～2次洗涤，每次洗完后离心并倒掉沉淀以上的滤液；S6：烘干步骤S5中洗涤后的沉淀产物，得到球形海胆状氧化铜颗粒。2.根据权利要求1所述的球形海胆状氧化铜颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，铜盐为硝酸铜或碳酸铜；步骤S1中，氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾；步骤S1中，中性极性溶剂为水、甲醇、乙醇或异丙醇中的任意两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的球形海胆状氧化铜颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，加热温度为100～200℃。4.根据权利要求1或2所述的球形海胆状氧化铜颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，加热温度为140～180℃。5.根据权利要求3所述的球形海胆状氧化铜颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，加热温度为140～180℃。6.根据权利要求1或2或5所述的球形海胆状氧化铜颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，烘干环境为50～60℃，0.5～1h。7.一种球形海胆状氧化铜颗粒，其特征在于：由权利要求1至6中任一所述的方法制备而成，其尺寸为1.5～2.5μm，由中心的核和核周围规则的沿径向向外发散的棒状细长带刺组成，棒状带刺的宽为100～200nm，长度达到800nm～1μm，且长度均一，围绕中心核在360°方向构成球体结构。8.一种如权利要求1或2或5所述的球形海胆状氧化铜颗粒的制备方法在光热、催化领域材料领域的应用。2CN113753939A说明书1/6页球形海胆状氧化铜颗粒及其制备方法、应用技术领域[0001]本发明涉及氧化铜材料制备领域，具体涉及一种球形海胆状氧化铜颗粒及其制备方法、应用。背景技术[0002]氧化铜作为典型的p型过渡金属氧化物，具有窄带隙(Eg＝1.2～1.9eV)，自然资源丰富、低价无毒、合成简单且形状多样，由于其独特的光、热、电、磁等性质在气体传感器、太阳能光伏、锂离子电池、光催化、超级电容器等各种应用中受到广泛关注。这其中的很多应用与其形状、结构、尺寸或晶面等有着重要的关联，制备形貌可控的氧化铜材料是其发展和应用的基础。如气体传感器对于低密度多孔(高孔隙率)结构，光催化对于高比表面积结构的需求，这往往意味着更为复杂的结构(如花状、蜂窝结构、空心等)和制备方法。[0003]近年来具有海胆形状的金属或金属氧化物颗粒因具有高比表面积、低密度、多位点等特点，开始引起了人们的关注。如：耿旺昌等人提出了一种海胆状氧化铜及其制备方法和应用(CN108665556A)，通过水热反应成功得到了一种海胆状氧化铜颗粒，具有比表面积大，良好分散性和结晶性，尺寸为2.0～3.0μm，但产品具有带刺不够长(仅为数百nm)，整体更偏向于球体而非多孔多缝隙、长带刺的海胆结构，同时反应周