CN109174121A - 一种空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空心纳米银‑氧化铜复合材料的制备方法，包括：(1)将质量比为100～300:1的聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠溶液与乙二醇混合，在140～150℃温度下回流30～40min，再以10～30滴/min的速度滴加一定量的硝酸银溶液，于160～170℃反应2～3h，真空抽滤，洗涤，干燥，球磨，得到空心纳米银；(2)将一定量的纳米氧化铜粉末加入去离子水中，超声分散1～3h，得到氧化铜悬浮液，其中，所述氧化铜悬浮液的浓度为2～10g/L；(3)将步骤(1)中的空心纳米银加入步骤(2)中的氧化铜悬浮液中，超声分散均匀，所得混合沉淀物离心分离，取沉淀物分别用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后置于900～1000℃条件下焙烧1～2h，冷却至室温，得到空心纳米银‑氧化铜复合材料。本发明中的复合材料的分散性好、催化性能高。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法。
背景技术
贵金属掺杂在复合材料表面会形成肖特基势垒从而抑制其空穴复合。因此，贵金属的掺杂是提升复合材料催化活性、吸附活性等化学活性的重要手段。目前主要研究的是Pt、Au、Ag、Pd等贵金属。其中，Ag以其成本低、生物毒性小、不溶于水、不与氧化剂反应、催化性能好等优点而被广泛应用。由于纳米氧化铜与普通氧化铜相比，在磁性、光吸收、化学活性、热阻、催化剂和熔点方面表现出奇特的物理和化学性能。因此，纳米氧化铜在催化、超导、陶瓷等领域得到了广泛的应用，从而引起了研究者的关注。但是，目前国内外关于空心纳米银和氧化铜复合材料的报道还很罕见。
虽然制备银金属纳米颗粒的方法很多，但是由于纳米尺寸的金属颗粒具有较高的比表面积，容易发生聚集，所以如何保持其稳定性一直是比较困难的问题。纳米氧化铜的制备也有许多方法，但一般都存在工艺条件苛刻、工业流程长，或制备过程中颗粒易团聚、制备成本高昂等缺陷。因此寻找一种高效、清洁、绿色的空心纳米银和氧化铜复合材料的合成方法具有重要的现实意义。
为此，有必要针对上述问题，提出一种空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，包括：
(1)将质量比为100～300:1的聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠溶液与乙二醇混合，在140～150℃温度下回流30～40min，再以10～30滴/min的速度滴加一定量的硝酸银溶液，于160～170℃反应2～3h，真空抽滤，洗涤，干燥，球磨，得到空心纳米银；
(2)将一定量的纳米氧化铜粉末加入去离子水中，超声分散1～3h，得到氧化铜悬浮液，其中，所述氧化铜悬浮液的浓度为2～10g/L；
(3)将步骤(1)中的空心纳米银加入步骤(2)中的氧化铜悬浮液中，超声分散均匀，所得混合沉淀物离心分离，取沉淀物分别用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后置于900～1000℃条件下焙烧1～2h，冷却至室温，得到空心纳米银-氧化铜复合材料。
优选的，步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠的量比为200:1。
优选的，步骤(1)中，所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:50～100:50～100。
优选的，所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:60:60。
优选的，步骤(2)中，所述氧化铜悬浮液的浓度为6g/L。
优选的，步骤(2)中，超声功率为500～1000W。
优选的，步骤(3)中，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:5～15。
优选的，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:10。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的空心纳米银-氧化铜复合材料中，纳米银的空心结构使其具有较大的比表面积，氧化铜能够均匀地分散在纳米银的空心结构中，因此具有较高的催化性能。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，包括：
(1)将质量比为100～300:1的聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠溶液与乙二醇混合，在140～150℃温度下回流30～40min，再以10～30滴/min的速度滴加一定量的硝酸银溶液，于160～170℃反应2～3h，真空抽滤，洗涤，干燥，球磨，得到空心纳米银；
(2)将一定量的纳米氧化铜粉末加入去离子水中，超声分散1～3h，得到氧化铜悬浮液，其中，所述氧化铜悬浮液的浓度为2～10g/L；
(3)将步骤(1)中的空心纳米银加入步骤(2)中的氧化铜悬浮液中，超声分散均匀，所得混合沉淀物离心分离，取沉淀物分别用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后置于900～1000℃条件下焙烧1～2h，冷却至室温，得到空心纳米银-氧化铜复合材料。
其中，步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠的量比为200:1；所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:50～100:50～100，优选的，所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:60:60。
其中，步骤(2)中，所述氧化铜悬浮液的浓度为6g/L；超声功率为500～1000W，优选的，超声功率为800W。
其中，步骤(3)中，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:5～15，优选的，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:10。
下述以具体地实施例进行说明本发明中空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法。
实施例1
(1)将质量比为100:1的聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠溶液与乙二醇混合，在140℃温度下回流30min，再以10滴/min的速度滴加一定量的硝酸银溶液，于160℃反应2h，真空抽滤，洗涤，干燥，球磨，得到空心纳米银，其中，所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:50:50；
(2)将一定量的纳米氧化铜粉末加入去离子水中，超声分散1h，得到氧化铜悬浮液，其中，所述氧化铜悬浮液的浓度为2g/L；
(3)将步骤(1)中的空心纳米银加入步骤(2)中的氧化铜悬浮液中，超声分散均匀，所得混合沉淀物离心分离，取沉淀物分别用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后置于900℃条件下焙烧1h，冷却至室温，得到空心纳米银-氧化铜复合材料，其中，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:5。
实施例2
(1)将质量比为200:1的聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠溶液与乙二醇混合，在145℃温度下回流35min，再以20滴/min的速度滴加一定量的硝酸银溶液，于165℃反应2.5h，真空抽滤，洗涤，干燥，球磨，得到空心纳米银，其中，所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:60:60；
(2)将一定量的纳米氧化铜粉末加入去离子水中，超声分散2h，得到氧化铜悬浮液，其中，所述氧化铜悬浮液的浓度为6g/L；
(3)将步骤(1)中的空心纳米银加入步骤(2)中的氧化铜悬浮液中，超声分散均匀，所得混合沉淀物离心分离，取沉淀物分别用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后置于950℃条件下焙烧1.5h，冷却至室温，得到空心纳米银-氧化铜复合材料，其中，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:10。
实施例3
(1)将质量比为300:1的聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠溶液与乙二醇混合，在150℃温度下回流40min，再以30滴/min的速度滴加一定量的硝酸银溶液，于170℃反应3h，真空抽滤，洗涤，干燥，球磨，得到空心纳米银，其中，所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:100:100；
(2)将一定量的纳米氧化铜粉末加入去离子水中，超声分散1～3h，得到氧化铜悬浮液，其中，所述氧化铜悬浮液的浓度为10g/L；
(3)将步骤(1)中的空心纳米银加入步骤(2)中的氧化铜悬浮液中，超声分散均匀，所得混合沉淀物离心分离，取沉淀物分别用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后置于1000℃条件下焙烧2h，冷却至室温，得到空心纳米银-氧化铜复合材料，其中，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:15。
本发明中的空心纳米银-氧化铜复合材料中，纳米银的空心结构使其具有较大的比表面积，其比表面积可高达516m2/g，纳米氧化铜能够均匀地分散在纳米银的空心结构中，且纳米氧化铜的粒径范围为20～30nm，使其具有较高的催化性能。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (8)
1.一种空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将质量比为100～300:1的聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠溶液与乙二醇混合，在140～150℃温度下回流30～40min，再以10～30滴/min的速度滴加一定量的硝酸银溶液，于160～170℃反应2～3h，真空抽滤，洗涤，干燥，球磨，得到空心纳米银；
(2)将一定量的纳米氧化铜粉末加入去离子水中，超声分散1～3h，得到氧化铜悬浮液，其中，所述氧化铜悬浮液的浓度为2～10g/L；
(3)将步骤(1)中的空心纳米银加入步骤(2)中的氧化铜悬浮液中，超声分散均匀，所得混合沉淀物离心分离，取沉淀物分别用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后置于900～1000℃条件下焙烧1～2h，冷却至室温，得到空心纳米银-氧化铜复合材料。
2.根据权利要求1所述的空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮和硫化钠的量比为200:1。
3.根据权利要求1所述的空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:50～100:50～100。
4.根据权利要求3所述的空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其特征在于，所述硫化钠溶液、所述乙二醇、所述硝酸银溶液的体积比为1:60:60。
5.根据权利要求1所述的空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氧化铜悬浮液的浓度为6g/L。
6.根据权利要求1所述的空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，超声功率为500～1000W。
7.根据权利要求1所述的空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:5～15。
8.根据权利要求7所述的空心纳米银-氧化铜复合材料的制备方法，其特征在于，所述空心纳米银与所述氧化铜的质量比为1:10。
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