基于不同形態下的氧化銅制備及性能研究

郝百川

（華北理工大學，河北 唐山 063210）

過渡金屬以及超精細顆粒氧化物因為在化工、光解、抗菌、電子材料以及其他功能性材料的廣泛應用而逐漸發展為化工和材料科學的重要研究對象。納米級或者微米級氧化銅材料作為社會各個領域中廣泛使用的多功能無機材料，具備較高的電學、磁性以及光催化等特征，因此被廣泛推廣和應用在催化劑、媒介以及電極活性材料等領域內[1]。氧化銅(CuO)具備寬帶隙(室溫條件下1.5eV)的O型半導體材料，性質上屬于單斜晶系，空間群類劃分為七類，其具備較好的導電性、光電性以及抗菌性等特質，被廣泛應用在紫外光探測儀、傳感器、催化劑以及電化學的電極制造材料等方面。

作為一種較為重要的無機化學材料之一，氧化銅由于其具有的獨特性能在很多領域有著較為廣泛的使用。推廣其化學習性的不同，具體形態的不同，科學合理的制備出氧化銅粉體并研究其性能的發揮[2]，這對于深度研發氧化銅的社會應用具備較佳的實際價值。

1 基于不同形態下的氧化銅制備方法

1.1 確認制備藥品以及相關儀器設備

有關不同形態下氧化銅的主要制備藥品有CuSO4水溶液和NaOH水溶液。CuSO4水溶液的配制要求為：取CuSO4·5H2O若干克，將其完全溶解在一定含量的去離子水內，過濾掉其中的不溶雜質，配制為濃度為0.01 mol·L-1的標準CuSO4水溶液。NaOH水溶液的具體配制要求為：取NaOH若干克，將其充分溶解在一定含量的去離子水內，過濾掉其中的不溶雜質后，配制為濃度為5mol·L-1的NaOH水溶液。除此之外，配置藥品還包括一水合乙酸銅（高純度Cu（CH3COO）H2O）、高純度乙醇（ethanol）、聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone）、碳酸鈉（sodiumcarbonate）、十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate）、十七烷基二甲基溴化銨（cetyl trimethyl ammonium bromide、三次去離子水。上述藥品除聚乙烯吡咯烷酮購買國外歐美公司外，其余藥品均從國內各大公司采購完成。

有關制備藥品和氧化銅的精細XRD圖譜主要是由日本某公司生產的D/Max 2581型X射線粉末發射儀進行檢測，管內電壓設為35kV，管內電流設為220mA，Cu Kα的規定掃描區間設為15——90。

樣品的形態主要是由日本JEOLJSM-6861LV型掃描電鏡(SEM)進行觀測，JEM-208CX II型透射電子顯微鏡(TEM)完成有關拍攝。

1.2 不同形態氧化銅樣品的制備流程

取CuSO4標準水溶液放進雙口大燒瓶內，在室溫下進行攪拌，向燒瓶內滴加NaOH水溶液，使其進行化學沉淀反應，用酸度計量儀檢查溶液的pH值大小，達到一定時間后停止滴加NaOH水溶液。

然后繼續攪拌，使其充分，并進行過濾，濾餅經過反復洗凈后，使用乙醇溶液將其完全浸泡8個小時以上，干燥后就能后獲取納米Cu(OH)2樣品。將Cu(OH)2納米粉末充分混合后放入瑪瑙研缽中仔細研磨干凈，之后將研磨后的粉末置入三個坩堝內，利用馬弗爐進行加熱，使其充分分解[3]，獲取不同晶粒度的氧化銅粉體。

2 基于不同形態下的氧化銅性能分析

2.1 催化降解性能

在分析氧化銅催化降解性能上，試以甲基橙為模擬物，配置標準甲基澄溶液放入燒瓶中，在30W的紫外線進行照射，放進不同形態的納米氧化銅在進行催化降解，取樣品置于EOLJSM-6861LV型掃描電鏡下，測試其吸收度，計算其活性程度[4]，采用紫外線照射燈一可見光分光光度計檢測其吸收程度的變化。

合成的氧化銅材料擁有較高的光催化活性，然后將絨球狀納米氧化銅達到降解效果，其催化降解性能較之其它形態的氧化銅材料更為優秀，相比較一維納米氧化銅有較大的提升，這也是絨球狀納米氧化銅表面的絨球粒子使其能夠具有更多的催化活性中心，同時這也在一定程度上增加了其表面積，進一步強化了催化降解速率。

2.2 光催化性能

通過紫外線可見光對光譜的吸收檢測，獲得其能帶Eg大概為2.8eV，可能會具備一定的光催化性能。因而，我們對其光催化性能進行分析。

由于氧化銅光催化降解污料的效果并不直觀，這可能是因為氧化銅的窄帶隙。

2.3 抗菌性性能

氧化銅放置在織物后，表現出明顯的抗菌性能。可是對于一般紡織品而言，有必要充分考慮到其抗菌性的耐久性，我們一般會通過洗滌的方法來檢測氧化銅抗菌性的耐久性，出現較差的抗菌性能，這說明經長時間洗滌后，絕大多數的氧化銅粒子已經從織物的纖維表面上被洗滌下來[5]。因而得出，經氧化銅懸浮液處理過后的棉纖維具備較好的抗菌性能。

3 結束語

本文對基于不同形態下的氧化銅制備及性能進行分析，依托氧化銅的不同形態，根據其具體的化學反應和特征，對其制備研究，并對其性能進行分析。希望本文的研究能夠為不同形態下的氧化銅制備以及性能分析提供一定的理論依據。