氧化亚铜的有机物还原法制备及表征

发布时间：2016-12-17 17:26

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《浙江工业大学》 2012年

氧化亚铜的有机物还原法制备及表征

杨宇婷  

【摘要】：氧化亚铜具有特殊的光学、电学等性质，在太阳能转换电池、光电效应、导电以及光热催化等很多领域具有很好的应用前景。不同形貌和粒径的氧化亚铜性质会有所不同，但是目前传统的制备氧化亚铜的方法对晶体形貌的控制效果较差。液相法制备氧化亚铜具有操作设备简单、成本低、形貌易于控制、纯度高等优点，但水合肼等还原剂的应用对环境造成了比较严重的污染。因此选择一条绿色环保的还原剂来制备高性能的氧化亚铜晶体是非常必要的。 在氢氧化钠过量的条件下，以氯化铜为铜源、多元醇为溶剂和还原剂，制备了氧化亚铜。以X射线衍射、扫描电镜为表征手段，研究多元醇种类、温度、时间、表面活性剂等因数对产物的物相或形貌的影响。结果表明，一缩二乙二醇的还原性比乙二醇或丙三醇弱，，可以通过控制反应温度或反应时间(如130-150℃下反应4h或130℃反应4-8h)把还原产物控制为纯的氧化亚铜，是较佳的还原剂。本文还在不同条件下分别制备了纳米氧化亚铜颗粒自组装形成的微球和氧化亚铜纳米片，并对氧化亚铜纳米球和纳米片的形成机理进行了阐述。 利用葡萄糖与本尼迪特试剂反应制备Cu_2O颗粒，以X射线衍射、扫描电镜为表征手段，通过改变缓冲溶液的浓度、表面活性剂的浓度、反应时间及反应温度，对生成不同形貌的氧化亚铜晶体的影响因素进行了一系列的分析。结果表明，随着PVP量的增加，氧化亚铜的形貌由立方体向切角八面体转变，粒径逐渐增大；在没有柠檬酸钠存在的情况下，产物是由Cu_2O小纳米晶自组装而成的、大小不均的球形颗粒；随着柠檬酸钠加入量的增加，球形Cu_2O颗粒逐渐变为大小均一的晶体；低的反应温度或高的Na_2CO_3浓度均会使氧化亚铜晶体存在更多的缺陷；而反应时间对氧化亚铜晶体的形貌影响很小。同时从热力学角度进一步阐述了PVP对氧化亚铜形貌的影响机理；并讨论了柠檬酸钠的量和碳酸氢钠对氧化亚铜晶体形貌的影响机理。最后通过Fe~(3+)与切角八面体形状的Cu_2O反应，制备出含孔洞结构的氧化亚铜，并从Cu_2O(100)和(111)晶面对PVP的吸附能力不同对孔洞结构氧化亚铜的生成进行了解释。 本文对影响氧化亚铜形貌的因素及反应机理进行了系统的阐述，并对氧化亚铜晶面的反应性能进行了探讨。为制备不同形貌的氧化亚铜晶体提供了一定的理论依据，对氧化亚铜晶体应用于光催化领域有一定的指导作用，而葡萄糖作为还原剂的应用，对环境保护也有积极的意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O614.121
【目录】：

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