物理方法因其对原始材料要求很高,且设备昂贵工艺过程复杂制作时间长成本高,所以它虽为成熟的工艺,但是却不利于大规模的工业应用。。
②辐射法:辐射法因其具有简便温和产量高适用面广可控对辐射体系PH值要求不高等特点而作为了一种制备纳米材料的新方法。
③化学法:主要用于纳米Cu2O的制备的方法,一般可分为液相法、固相法和气相法三类。
液相法:在纳米Cu2O的制备方法中,液相法因其化学反应过程容易控制、条件温和、原料设备简单等优势而被化学界广泛使用,主要的方法包括液相还原法、水热法、溶剂热法、溶胶-凝胶法电化学法等。(1)液相还原法:液相还原法是化学法合成纳米Cu2O最常用的方法之一。其制备工艺有多种,一般是以可溶性Cu(II)盐(如Cu(NO3)2 、CuSO4 、CuCl2、 Cu(CH3COO)2 等)为原料,采用一定的还原剂,反应中可以添加合适的分散剂,最终生成纳米Cu2O。通常采用的还原剂有水合肼、抗坏血酸硼、氢化钠、亚硫酸钠、葡萄糖、甲醛次亚磷酸钠、雕白粉、锌粉、盐酸羟胺等。(2)水热法:水热法是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。通过对反应容器加热,创造了高温高压的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解,进而进行反应,还可以进行重结晶。Pan等通过一个简单的水热法即Cu2 +和Cu箔之间在水热环境中发生原位氧化还原反应,制备出棒状、八面体和截角八面体等形貌的微纳米Cu2O。研究中通过改变铜源、反应温度和反应物浓度,来观察制备的CuO的大小形貌的改变,其中铜源的阴离子(Cl−,NO3−和 SO42−)对产物形貌起着很大的影响,反应温度和反应物浓度影响着粒子的大小及均一性。【3】
固相法:固相法是微米材料合成中的一种有效方法。固相法充分显示合成反应无需溶剂产率高无污染合成工艺简单等特点,该法适应材料合成绿色化清洁化的要求。用固相法去制备Cu2O可分为高温法和低温法。
高温固相法指的是高温下以铜粉去还原氧化铜而制得Cu2O,预先把铜粉和氧化铜粉末混合,然后放入已加热到1072-1173 K的锻烧炉中密闭反应。反应如下:
CuO + Cu = Cu2O 该方法虽然操作简单,但产品粒径大小则由原料粉末粗细决定,经过高温后产物容易板结,很难分散。因此在应用上受到很大限制。
低温固相法大概是在上世纪80年代发展的一种新的制备方法。它最大特点是可在室温和接近室温的条件下进行操作,有效避免了高温团聚这个缺点。
气相法:气相法制备纳米材料就是把所要制备成纳米颗粒的前躯体通过加热蒸发或气相化学反应形成高度分散原子聚集体,然后冷却凝结成纳米颗粒。其特点是:(1)因前驱物的挥发性,因此所得的超微粒子的纯度很高。(2)生成的微粒子分散性好。(3)要想获得粒径分布狭窄的纳米粒子可通过控制反应条件。(4)对于合成高熔点无机化合物很有利。
综上所述,液相法还原适用于工业生产。
1.1.2氧化亚铜国内外研究现状
近年来,超细Cu2O的制备研究取得了一些新成就,出现了一些新方法,在控制合成Cu2O结构方面做了大量科研工作,采用多种方法制备出纳米颗粒纳米晶须、纳米线纳米管、纳米棒、纳米薄膜和纳米空心球等,国内外许多科学工作者曾做了一定的研究,其中具有代表性和典型性的研究如下所述。
G. J.Cadena等人以CuCl2 和NaOH为原料、加入表面活性剂PEG8000,首先制备出Cu(OH)2。再以Cu(OH)2前驱体,水合肼还原在室温下得到微纳米Cu2O。制备的Cu2O为金字塔形,粒径约1μm。【4】