一种氧化亚铜-硫化亚铜纳米复合物的制备方法

技术领域

本发明涉及纳米复合材料的制备方法，具体是一种氧化亚铜-硫化亚铜纳米复合物的制备方法。

背景技术

半导体光催化技术发展以来，已经在环境治理和污染物净化方面取得了诸多成果，并且发展迅速，已经被广泛研究并应用于空气净化、废水处理、分解水制氢等方面。

氧化亚铜和硫化亚铜作为窄带隙半导体材料，能充分吸收可见光能量，是理想的可见光型光催化材料，在太阳光能利用等领域有着巨大的应用潜能。但由于光生电子与空穴容易复合的特性，使得单一的半导体光催化剂在开发利用方面受到了一定限制。因此需要对单一的半导体光催化剂进行复合改性处理，以达到提高半导体材料光催化效率的目的。将纳米氧化亚铜和硫化亚铜进行复合改性处理，使其生成异质结结构有利于光生载流子的分离，提高复合光催化剂的光催化效率。

目前，单一氧化亚铜和硫化亚铜的制备方法有多种。其中，液相还原法是制备纳米氧化亚铜和硫化亚铜最常用的方法，通常采用还原剂在一定条件下还原二价铜制备氧化亚铜和硫化亚铜。对于氧化亚铜和硫化亚铜复合物的制备一般都是先制备单一的氧化亚铜和硫化亚铜，然后再进行二次复合，工艺过程复杂，并且氧化亚铜和硫化亚铜不易形成稳定的原子分子级异质结结构，影响复合物的协同效应。

发明内容

针对现有技术中制备氧化亚铜-硫化亚铜纳米复合物的技术现状，本发明旨在公开一种工艺简单、条件温和的氧化亚铜-硫化亚铜纳米复合物的制备方法，通过调节醋酸铜和单质硫粉两种反应原料的比例，在乙二醇的介质中，通过氧化还原反应和沉淀转化的协同作用，原位一锅溶剂热法制备出氧化亚铜-硫化亚铜纳米复合物。

本发明为解决技术问题，采用如下技术方案：

一种氧化亚铜-硫化亚铜纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

a、在室温下，按(2+2x):1:8(x>0)的摩尔比将Cu(Ac)

b、将混合溶液转移到对位聚苯材质的高压反应釜内胆中，密封反应釜后，进行溶剂热反应(氧化还原反应(1)和(2)式、沉淀转化反应(3)式)；反应后，离心分离，所得产物经洗涤、干燥，即获得氧化亚铜-硫化亚铜纳米复合物产品(反应式(4))。

Cu(Ac)

Cu

CuS+Cu

进一步地，步骤a中，所述混合溶液中铜离子的浓度为0.05mol/L。

进一步地，步骤b中，所述溶剂热反应的温度为160～200℃，时间为6～24小时，搅拌速度为400转/分钟。

进一步地，步骤b中，所述洗涤是先用蒸馏水对产物洗涤2次，再用无水乙醇对产物洗涤1次。

进一步地，步骤b中，所述干燥是在85℃下真空干燥2小时。

本发明的有益效果体现在：

1、本发明采用简单的一锅溶剂热法合成技术，操作简单、反应条件温和，易于工业化生产；

2、本发明使用Cu(Ac)

3、本发明的方法无副反应，产品纯度高。

附图说明

图1为实施例1-5所得产物的X-射线衍射图谱；

图2为实施例3、6-7所得产物的X-射线衍射图谱；

图3为实施例3、8-9所得产物的X-射线衍射图谱；

图4为实施例3所得产物的透射电子显微镜图像。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

在室温下，按2:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

实施例2

在室温下，按2.4:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

实施例3

在室温下，按3:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

实施例4

在室温下，按3.6:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

实施例5

在室温下，按4:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

实施例6

在室温下，按3:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

实施例7

在室温下，按3:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

实施例8

在室温下，按3:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

实施例9

在室温下，按3:1:8的摩尔比将Cu(Ac)

对上述实施例1-5制得的产物进行X-射线衍射分析，结果见附图1。利用谢乐公式计算硫化亚铜平均晶粒尺寸，表明随着Cu(Ac)

对上述实施例3、6-7制得的产物进行X-射线衍射分析，结果见附图2。利用谢乐公式计算硫化亚铜平均晶粒尺寸，表明随着溶剂热反应温度的增加，硫化亚铜的平均晶粒尺寸增大。

对上述实施例3、8-9制得的产物进行X-射线衍射分析，结果见附图3。利用谢乐公式计算硫化亚铜平均晶粒尺寸，表明随着溶剂热反应时间的延长，硫化亚铜的平均晶粒尺寸稍稍增大。

以上所述仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。