銅基微納米材料的控制合成及其性能研究.pdf

1、銅基微納米材料由于其獨特的物理化學特性在電化學、吸附、催化及氣敏等方面有廣泛的應用。本文主要采用水熱合成方法控制合成三種銅基微納米材料，它們分別是Cu、Cul和CuO。從三種微納米材料的可控制備，形成機理及性能研究等幾個方面進行論述，內容涉及到具有多孔結構的八面體銅單質的制備及其電化學性能研究，三維Cul分級結構的水熱合成及其對六價鉻離子的吸附性能以及多孔的氧化銅微球的制備及其氣敏特性研究。
　　 1.采用簡單的水熱合成方法，通

2、過加入表面活性劑與絡合劑為一體的三乙醇胺來控制合成具有多孔結構的八面體銅單質。系統(tǒng)地研究了反應溫度，前驅物的加入量及反應時間對最終產(chǎn)物物相及形貌的影響，將所制得的多孔的八面體銅單質制成非酶傳感器，研究了其對過氧化氫的響應情況。結果顯示，多孔的八面體銅單質對于過氧化氫濃度的變化非常敏感，有可能應用于檢測過氧化氫的傳感器裝置。
　　 2.利用水熱合成的方法，以硫酸銅和碘化鉀為前驅物，通過加入聚乙烯呲咯烷酮(PVP)和三乙醇胺(TEA

3、)兩種表面活性劑共同控制三維Cul分級結構的生成。對所得產(chǎn)物進行了XRD、SEM、EDX及HRTEM等表征。檢測結果發(fā)現(xiàn)，三維結構的Cul是由數(shù)以萬計的納米片堆疊而成。有趣的是，產(chǎn)物的最終形貌隨著加入體系的PVP與TEA的量的變化而變化，由此我們推測了三維Cul分級結構的可能的形成機理。分別研究了兩種三維Cul分級結構對六價鉻離子的吸附性能，對吸附體系的pH、吸附速率和最大吸附量進行了研究。結果顯示，兩種結構的Cul在pH為3.0時對六

4、價鉻離子都表現(xiàn)出較高的吸附量以及較快的吸附速率。
　　 3.采用一種簡單的水熱合成方法以醋酸銅為前驅物，通過加入尿素來控制合成具有多孔結構的氧化銅。對所得產(chǎn)物進行了XRD、SEM、BET及HRTEM等分析表征。研究了多孔氧化銅的氣敏特性，分別研究了氣敏元件的最佳工作電壓，選擇性等相關特性。結果表明以多孔CuO為材料制備的氣敏元件的最佳工作電壓為4.5V，對乙醇有較好的選擇性。多孔CuO對乙醇響應速度快，并且恢復時間短，多孔CuO