王彥（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西　太原　030009）

探討氧化銅納米粒子制備及表征

王彥（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西太原030009）

相對(duì)于常規(guī)的材料而言，納米材料有著非常多的優(yōu)點(diǎn)，使得納米材料被稱為21世紀(jì)最具有應(yīng)用前景的材料。由于納米氧化銅具有高釋放、低分解溫度以及低熔融溫度等特點(diǎn)，使其成為了目前最理想的氧化劑材料。在本次研究中，筆者以氫氧化鈉（NaOH）和二水氯化銅（CuCl2·2H2O）作為原料，采用溶液反應(yīng)的方法來(lái)制備氧化銅（CuO）納米粒子，并對(duì)其表征進(jìn)行分析，以期望能夠?yàn)檠趸~（CuO）納米粒子的制備提供參考。

氧化銅；納米粒子；制備；表征

在本次研究中，筆者以PEG作為模板，利用氫氧化鈉（NaOH）和二水氯化銅（CuCl2·2H2O）作為原料進(jìn)行氧化銅（CuO）納米粒子的制備研究，現(xiàn)整理報(bào)告如下：

1　氧化銅（CuO）納米粒子的實(shí)驗(yàn)制備

1.1主要材料：氫氧化鈉（NaOH）、無(wú)水乙醇、二水氯化銅（CuCl2·2H2O）、PEG、硝酸銀（AgNO3）以及去離子水等等［1］。

1.2制備步驟：

（1）利用PEG去離子水溶液溶解二水氯化銅（CuCl2· 2H2O），然后將所得到的緩和溶液放置到超聲清洗器中，在超聲環(huán)境下，使二水氯化銅（CuCl2·2H2O）均勻分散。

（2）取一只干凈的燒杯，倒入PEG去離子水溶液，接下來(lái)加入氫氧化鈉（NaOH），并且置于超聲清洗器中，使氫氧化鈉（NaOH）在超聲環(huán)境下得以均勻分散。

（3）將（1）和（2）處理所得的溶液混合，再次利用超聲清洗器進(jìn)行處理；之后加入過(guò)量的酒精（CH3CH2OH），靜置12小時(shí)后，利用去離子水和無(wú)水乙醇對(duì)生成物進(jìn)行輪番清洗［2］。

（4）經(jīng)清洗處理之后，利用硝酸銀（AgNO3）進(jìn)行滴定，使氯離子被完全去除。接下來(lái)再對(duì)生成物進(jìn)行離心處理。

（5）經(jīng)離心處理之后，將所得產(chǎn)物放置于95攝氏度的恒溫條件下靜置12小時(shí)。接下來(lái)將生成物研磨成粉末狀，并且置于400攝氏度的高溫環(huán)境下進(jìn)行煅燒處理，最后得到氧化銅（CuO）納米粒子［3］。

2　結(jié)果

（1）［Cu2+］/［OH～］的影響

經(jīng)本次實(shí)驗(yàn)研究可知，當(dāng)［Cu2+］/［OH～］等于0.34的時(shí)候，電鏡下氧化銅（CuO）是呈現(xiàn)為類球形或者球形，并且具有非常好的分散性。但是不足的是，氧化銅（CuO）納米粒子的大小不夠均勻，直徑范圍在20納米至100納米之間。當(dāng)［Cu2+］/［OH～］等于0.39的時(shí)候，氧化銅（CuO）納米粒子的直徑范圍在10納米至150納米之間；當(dāng)［Cu2+］/［OH～］等于0.47的時(shí)候，氧化銅（CuO）納米粒子的直徑范圍在20納米至200納米之間［4］。

對(duì)比三種不同［Cu2+］/［OH～］所制備得到的氧化銅（CuO）納米粒子發(fā)現(xiàn)：當(dāng)氫氧化鈉（NaOH）的劑量升高時(shí)，隨配比也會(huì)升高，并促使樣品由菱形逐漸向球形轉(zhuǎn)化。雖然氧化銅（CuO）納米粒子的分散性也會(huì)得到一定程度的改善，但是氧化銅（CuO）納米粒子的直徑大小還是存在一定差異。當(dāng)［Cu2+］/［OH～］等于0.34的時(shí)候，樣品短徑（40±10）納米，長(zhǎng)徑（100±50）納米，呈球形顆粒狀。當(dāng)［Cu2+］/［OH～］等于0.47的時(shí)候，樣品短徑（20±10）納米，長(zhǎng)徑（200±50）納米，呈不規(guī)則顆粒狀。從上述數(shù)據(jù)可知，不同配比的反應(yīng)物，制備所得的氧化銅（CuO）納米粒子直徑大小也不相同，產(chǎn)物的性質(zhì)也不相同［5］。

（2）PEG模板的影響

在利用PEG800模板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)制備的時(shí)候，所得到的氧化銅（CuO）納米粒子大小不均勻，直徑大小在100納米至20納米之間；并且顆粒之間緊密相連，以聚體的形式存在，其分散性非常差。在利用PEG200模板和PEG400模板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)制備的時(shí)候，由于法寧速度較慢，因此，所得到的氧化銅（CuO）納米粒子大小十分均勻。在PEG200模板和PEG400模板下制備被所得到的氧化銅（CuO）納米粒子，不僅顆粒均勻，而且還具有非常嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)，即使在超聲震蕩的環(huán)境下，也無(wú)法將顆粒間的團(tuán)聚打破。由此可知，在不同PEG模板下，制備所得的氧化銅（CuO）納米粒子性質(zhì)也不相同［6］。

3　討論

在濃度較低的溶液中，由于PEG分子具有一定的舒展性，因此，會(huì)有較長(zhǎng)的PEG線狀模板形成。晶體將會(huì)在PEG線狀模板上得到生長(zhǎng)，所得產(chǎn)物會(huì)形成類似于線狀的結(jié)構(gòu)。在本次研究中，筆者以氫氧化鈉（NaOH）和二水氯化銅（CuCl2·2H2O）作為原料，并且利用溶液反應(yīng)制備氧化銅（CuO）納米粒子。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在制備過(guò)程中，氧化銅（CuO）納米粒子的形態(tài)會(huì)受到多種因素的影響，比如［Cu2+］/［OH～］以及PEG模板因素等。在不同［Cu2+］/［OH～］情況下，所得到的氧化銅（CuO）納米粒子，其分散性以及形態(tài)存在一定的差異。通過(guò)對(duì)比［Cu2+］/［OH～］等于0.39、0.34以及0.47狀態(tài)下所得的氧化銅（CuO）納米粒子，發(fā)現(xiàn)當(dāng)［Cu2+］/［OH～］等于0.34的時(shí)候，制備所得的氧化銅（CuO）納米粒子，其分散性最好。在不同的PEG模板下，制備所得到的氧化銅（CuO）納米粒子也存在一定差異性。通過(guò)對(duì)比PEG800模板、PEG400模板以及PEG800模板下所得到的氧化銅（CuO）納米粒子，發(fā)現(xiàn)在PEG200模板和PEG400模板下制備所得到的氧化銅（CuO）納米粒子，不僅大小均勻，而且還具有非常嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)。

［1］張念椿，胡建強(qiáng).銅/銀合金納米粒子的制備及表征［J］.貴金屬，2014，02：18～21.

［2］劉明泉，朱永恒，朱志剛.納米氧化銅制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.中國(guó)陶瓷，2014，08：1～3.

［3］逯亞飛，王成，葉明富，許立信，孔祥榮，萬(wàn)梅秀，諸榮孫. CuO納米材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.應(yīng)用化工，2014，10：1884～1890.

［4］楊明慶，賀軍輝.納米結(jié)構(gòu)氧化銅修飾的石英晶體微天平用于氰化氫氣體傳感的研究進(jìn)展［J］.科學(xué)通報(bào)，2014，32：3144～3155.

［5］郭欣，許頔，項(xiàng)民，刁鵬.銅納米粒子的電化學(xué)制備及其氧化物的光電催化分解水性能［J］.工程科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，06：739～745.

［6］王文，楊柯利，劉全生，智科端.納米銅粒子制備及二次穩(wěn)定的研究［J］.化學(xué)通報(bào)，2013，06：554～557.