纳米Cu2O的制备方法及性能研究进展.doc

1 纳米 O Cu 2 的制备方法及性能研究进展严凤宝材料工程 101 205100134 摘要: 纳米氧化亚铜是一种新型的 p型半导体材料,具有独特的光、磁学特性,在诸多领域有着广泛的应用。本文综述了纳米 Cu 2O的研究进展,重点介绍了纳米 Cu 2O 的制备方法、性能和应用, 并简要阐明了纳米 Cu 2O的发展趋势。关键字: 纳米 Cu 2O;制备方法;应用;研究进展 1 前言纳米材料已在物理、化学、医药学、航空航天等诸多领域表现出良好的应用前]12 [景,纳米氧化亚铜( Cu 2O)粒径介于 1~100nm ,禁带宽度较窄(约为 2. 0eV) ,制备成本很低, 作为一种金属缺位 p 型半导体材]32[,料,纳米级氧化亚铜具有特殊的光学、磁学、电学及光电化学性质,在太阳能电池、传感器、超导体、制]4[氢等方面有十分广泛的应用甚至有专家预言纳米氧化亚铜可以在环境中处理有机污染物,因此研究制备纳米氧化亚铜的方法就成为当前的研究热点之]5[一。近年来, 很多工作致力于控制合成 Cu 2O 微米和纳米晶体结构。其合成方法报道多样,且纳米微晶形貌因制备方法和条件不同而异。目前主要的合成方法有辐射法、固相法、电化学方法]6[等。本文对纳米氧化亚铜合成方法进行综述, 同时对各方法的特点和应用情况进行分析阐述,以期对相关研究人员提供参考。 2 纳米 Cu 2O 的制备方法 辐射法辐射法是制造纳米 Cu 2O的一种重要的方法,主要包括γ射线辐射法、超声波辐射法、红外辐射法。其反应机理各有不同。 γ射线辐射法微乳液是制备尺寸可控纳米材料的一种重要微型反应器,在纳米粒子形成前先要在体系中形成微乳液。用γ射线辐照含有 2 Cu ?的微乳液能够将其还原成 Cu 2O纳米粒子。通过γ辐射,微乳液中的油相辐解产生大量的电子, 2 Cu ?首先被电子还原成? Cu , ? Cu 再经过水解得到 Cu 2O ]8,7[。 2 超声波辐射法超声波化学效应源于超声所产生的空化气泡和溶剂界面发生的声致发光现象。一方面溶剂水在高强度超声作用下裂解成氢和氧氢根自由基,另一方面超声空化作用在溶液中产生强烈的冲击波和高速的微射流,可将不溶于水的大颗粒粉碎为小颗粒,同时粒子的表面形貌、组成以及反应活性均发生显著变化。利用该方法以 CuC l 为原料在一定的温度下制备 Cu 2O纳米粒子的反应机理如下]9[。???? OH HOH 2 CuOH ???? OH CuOHO Cu CuOH 22??而且溶液中的?lC 能够控制 O Cu 2的形貌。 红外辐射法红外辐射法是 20世纪 80年代末发展起来的一种新合成方法,最大的特点是反应温度为室温,具有便于操作和控制、不使用溶剂、高选择性、高产率、节省能源、合成工艺简单等优点]10 [。具体制备方法如:在红外灯照射下,将一定比例的 NaOH 和 CuC1 在玛瑙研钵中充分研磨 20min 后制得黄色 Cu 20纳米晶。使用红外辐射法可以得到一定尺寸的 CuO 晶体,但无法预控晶体粒径,因此合成过程中的制备条件可控性较差,制备过程复杂,成本也较高] 11[。 固相法固相反应最大的特点在于反应温度便于操作和控制。此外还有不使用溶剂、高选择性、高产率、节省能源、合成工艺简单等特点。固相反应法制备氧化亚铜