本發(fā)明涉及一種通過(guò)低熱固相化學(xué)反應(yīng)制備金屬銅納米材料的方法在此。

背景技術(shù)：

在元素周期表中，銅與金和銀處于同一族，具有相同的電子結(jié)構(gòu)和面心立方的晶體結(jié)構(gòu)，因此擁有相似的性能。然而，與貴金屬金、銀相比，由于其價(jià)格便宜是銀的1/100倍、是金的1/6000，儲(chǔ)量非常豐富且呈現(xiàn)出較好地導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注。被廣泛應(yīng)用于催化、薄膜太陽(yáng)能電池、平板顯示器以及導(dǎo)電材料等領(lǐng)域。尤其，在催化領(lǐng)域，納米尺度的金屬銅被廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成中的催化加氫反應(yīng)，例如：利用Cu催化劑催化對(duì)硝基苯酚的加氫生成對(duì)氨基苯酚，在醫(yī)藥中間體的合成方面有重要的應(yīng)用前景越來(lái)越受到人們的重視。

目前，金屬銅納米材料的合成方法主要有溶劑熱法、溶膠凝膠法、微乳液法、氣相沉積法、電化學(xué)沉積、水熱法等方法。一些文獻(xiàn)都有相關(guān)的報(bào)道：Advanced Materials.(2010).3558-3563報(bào)道了水熱法合成Cu納米線薄膜具有較好導(dǎo)電性能和的光學(xué)性能；ACS Catalysis.3(2013).358-362報(bào)道了利用水合肼在來(lái)還原硝酸銅來(lái)制備Cu納米材料作為高性能的催化材料等。

由于納米尺度的金屬銅單質(zhì)在合成過(guò)程中很容易被氧化，因此，為了避免氧化，上述反應(yīng)過(guò)程一般都在非溶液相中以及惰性氣氛下進(jìn)行或者利用可溶性聚合物或者表面活性劑為保護(hù)劑在溶液中進(jìn)行反應(yīng)。但是，以上合成方法的錯(cuò)做過(guò)程較為復(fù)雜，成本高，對(duì)環(huán)境有一定的傷害。因此，選擇一種低成本、易操作以及綠色環(huán)保的制備方法，制備出高性能的金屬銅催化材料具有十分重要的意義。室溫固相化學(xué)合成法不使用溶劑，具有高選擇性、高產(chǎn)率、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為合成納米材料的一種重要方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低熱固相化學(xué)反應(yīng)制備多種形貌的金屬銅納米材料的方法，該方法通過(guò)使用廉價(jià)易得的銅鹽為原料、利用簡(jiǎn)單的操作過(guò)程，在室溫或者低熱條件下經(jīng)固相化學(xué)反應(yīng)合成金屬銅納米材料，并通過(guò)添加形貌控制劑來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)物的形貌。

本發(fā)明所用的銅鹽為固體的醋酸銅或氯化銅，所用的還原劑為固體的抗壞血酸，所用的形貌控制劑為氟化鈉、檸檬酸鈉以及十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種，在室溫或者低熱的條件下通過(guò)固相研磨合成金屬銅納米材料。

本發(fā)明所述的一種室溫固相化學(xué)反應(yīng)制備金屬銅的方法，是將固體的銅鹽（醋酸銅，氯化銅）與固體的還原劑抗壞血酸在室溫或者低熱條件下混合研磨發(fā)生固相反應(yīng)，經(jīng)洗滌、干燥來(lái)制備金屬銅納米材料，并通過(guò)添加氟化鈉、檸檬酸鈉以及十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)物的形貌。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：以固相化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，采用廉價(jià)易得的原料，通過(guò)在室溫條件下簡(jiǎn)單的研磨，可制得金屬銅納米材料。制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)品產(chǎn)率高，環(huán)境友好，易于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)都使本發(fā)明具有極為廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明 圖1為實(shí)例一所制備樣品的粉末衍射圖；

圖2為實(shí)例一所制備樣品的掃描電鏡圖；

圖3為實(shí)例二所制備樣品的粉末衍射圖；

圖 4為實(shí)例二所制備樣品的掃描電鏡圖；

圖5為實(shí)例三所制備樣品的粉末衍射圖；

圖6為實(shí)例三所制備樣品的掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式 下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，基于本發(fā)明的原理對(duì)本發(fā)明所做出的各種改動(dòng)或修改同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。

實(shí)施例一 ：

準(zhǔn)確稱量3 mmol 醋酸銅倒入研缽中，將醋酸銅反應(yīng)物研磨成藍(lán)色粉末，再稱取9 mmol的氟化鈉倒入研缽中與藍(lán)色粉末混合研磨，然后，稱取12 mmol 的抗壞血酸加入到上述反應(yīng)物中，混合研磨，使兩種反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，隨著研磨的進(jìn)行，混合物的顏色逐漸由藍(lán)色變?yōu)榈{(lán)色的粉末，繼續(xù)研磨60 min確保反應(yīng)的充分進(jìn)行。將反應(yīng)后混合物倒入盛有蒸餾水的燒杯中，水溶液的顏色逐漸變紅最后至深紅色，并得到紅色的金屬銅沉淀。

實(shí)施例二 ：

準(zhǔn)確稱量3 mmol 醋酸銅倒入研缽中，將醋酸銅反應(yīng)物研磨成藍(lán)色粉末，再稱取6 mmol的檸檬酸鈉倒入研缽中與藍(lán)色粉末混合研磨。然后，稱取12 mmol 的抗壞血酸加入到上述反應(yīng)物中，混合研磨，使兩種反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)。隨著研磨的進(jìn)行，混合物的顏色逐漸由藍(lán)色變?yōu)榈{(lán)色的粉末，繼續(xù)研磨60 min確保反應(yīng)的充分進(jìn)行。將反應(yīng)后混合物倒入盛有蒸餾水的燒杯中，逐漸得到紅色溶液和紅色沉淀。

實(shí)施例三 ：

準(zhǔn)確稱量3 mmol醋酸銅倒入研缽中，將醋酸銅反應(yīng)物研磨成藍(lán)色粉末，然后，稱取9 mmol的氟化鈉倒入研缽中與藍(lán)色粉末混合研磨，再稱取1.5 mmol的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）倒入研缽中與藍(lán)色粉末混合研磨。最后，稱取12 mmol 的抗壞血酸加入到上述反應(yīng)物中，混合研磨，使兩種反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，隨著研磨的進(jìn)行，混合物的顏色逐漸由藍(lán)色淺綠色，繼續(xù)研磨60 min確保反應(yīng)的充分進(jìn)行。將反應(yīng)后混合物倒入盛有蒸餾水的燒中，逐漸得到紅色溶液和紅色的沉淀。