简单铜氧化物单晶与复合材料的可控制备与性质研究
发布时间：2021-10-09 23:17
简单铜氧化物以CuO与Cu2O为代表,在各个领域均有着丰富的应用,有关这两种简单氧化物的制备与相应的性质研究长期以来都是无机固态化学的热点。在本论文中,我们从简单铜氧化物的可控合成入手,在深入理解铜离子在碱性溶液中的行为的基础上,借助三种晶面调控剂与表面活性剂,分别制备了厘米尺寸的CuO片状晶体、纳米尺寸的CuO片层以及具有双壁核壳结构的Cu2O纳米球,并进一步将CuO、Cu2O与另外两种氧化物复合,形成了不同的两相界面,提高了材料相应的催化性能。1.本论文首先在低温水热束流法的基础上,结合无机晶面调控剂,制备了尺寸在厘米级别的CuO片状晶体,该晶体具有黑色的金属光泽,表面光滑无裂痕,面积可达平方厘米,厚度均在20微米左右。厘米尺寸超大片层的形成机理是:三价铬离子在超高碱度的条件下,形成了具有平面结构的Cr3+的三聚体,同时,作为反应原料的Cu2+在碱性溶液中,也会形成具有平面结构的Cu（OH）42-中间体,两种平面结构的反应中间体之...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
简单铜氧化物的外观，（a）Cu2O粉末与（b）CuO粉末
1.2 Cu2O 与 CuO 的晶胞单元结构，橙色与红色实心球分别代表 Cu 原子O 原子。（a）为立方结构的 Cu2O；（b）为单斜结构的 CuO作为一种 p 型半导体材料，CuO 为间接带隙，禁带宽度较窄，在 1.4 eV-1V 之间，激活能转变发生在 Ne′el 温度附近[8]。单斜相的 CuO 属于 Mott 绝，其电子态结构无法用传统的能带理论来解释[9,10]。同时，CuO 也是多种高温超导体和巨磁阻材料的结构基础[11,12]。随着近年来铜基高温超导体的
图 1.3 锰氧化物水氧化过程中 Mn3+的歧化过程有关铜氧化物的歧化反应，主要集中在两大类，其中一类主要是利用亚铜离子在液相中的歧化过程制备特殊形貌的单质铜，或其他特殊结构的复合材料，另一类是基于铜基高温超导体中二价铜的歧化，能够在一定程度上解释铜基超导与赝能隙的来源。（1）亚铜离子在液相中的歧化现象Cu 原子的 3d 和 4s 轨道能量相近，在化学反应中，不仅 4s 电子能参与反应，3d 轨道上的电子也可以失去一个到两个，所以铜元素在固体化合物中呈现价态可变的性质。亚铜离子 Cu+的电子构型为 3d10，相比于电子构型为 3d9的Cu2+来说，在固体中 Cu+是更稳定的。但是在溶液中，除了考虑离子的第一电离能之外，还需要考虑离子的水合热。在水溶液中，Cu2+的电荷高，半径小，水合热为 2121 kJ/mol，而 Cu+的水合热仅为 582 kJ/mol，所以在溶液中 Cu2+更稳定。在溶液中 Cu+很容易歧化生成 Cu2+和 Cu。在室温下，该反应的平衡常数达
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rauvolfia serpentina-Mediated Green Synthesis of CuO Nanoparticles and Its Multidisciplinary Studies[J]. K.Lingaraju,H.Raja Naika,K.Manjunath,G.Nagaraju,D.Suresh,H.Nagabhushana. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(09)
本文编号：3427177
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
简单铜氧化物的外观，（a）Cu2O粉末与（b）CuO粉末
1.2 Cu2O 与 CuO 的晶胞单元结构，橙色与红色实心球分别代表 Cu 原子O 原子。（a）为立方结构的 Cu2O；（b）为单斜结构的 CuO作为一种 p 型半导体材料，CuO 为间接带隙，禁带宽度较窄，在 1.4 eV-1V 之间，激活能转变发生在 Ne′el 温度附近[8]。单斜相的 CuO 属于 Mott 绝，其电子态结构无法用传统的能带理论来解释[9,10]。同时，CuO 也是多种高温超导体和巨磁阻材料的结构基础[11,12]。随着近年来铜基高温超导体的
图 1.3 锰氧化物水氧化过程中 Mn3+的歧化过程有关铜氧化物的歧化反应，主要集中在两大类，其中一类主要是利用亚铜离子在液相中的歧化过程制备特殊形貌的单质铜，或其他特殊结构的复合材料，另一类是基于铜基高温超导体中二价铜的歧化，能够在一定程度上解释铜基超导与赝能隙的来源。（1）亚铜离子在液相中的歧化现象Cu 原子的 3d 和 4s 轨道能量相近，在化学反应中，不仅 4s 电子能参与反应，3d 轨道上的电子也可以失去一个到两个，所以铜元素在固体化合物中呈现价态可变的性质。亚铜离子 Cu+的电子构型为 3d10，相比于电子构型为 3d9的Cu2+来说，在固体中 Cu+是更稳定的。但是在溶液中，除了考虑离子的第一电离能之外，还需要考虑离子的水合热。在水溶液中，Cu2+的电荷高，半径小，水合热为 2121 kJ/mol，而 Cu+的水合热仅为 582 kJ/mol，所以在溶液中 Cu2+更稳定。在溶液中 Cu+很容易歧化生成 Cu2+和 Cu。在室温下，该反应的平衡常数达
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rauvolfia serpentina-Mediated Green Synthesis of CuO Nanoparticles and Its Multidisciplinary Studies[J]. K.Lingaraju,H.Raja Naika,K.Manjunath,G.Nagaraju,D.Suresh,H.Nagabhushana. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(09)
本文编号：3427177
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