一種可調控堿式碳酸銅微納米分級結構的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無機功能微納米結構材料的制備方法，尤其涉及一種可調控堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)微納米分級結構的制備方法。
【背景技術】
[0002]堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)在有機催化劑、煙火制造、顏料、電鍍、防腐、熒光粉激活及種子殺菌劑有著廣泛的應用。現有的Cu2(OH)2COj^制備方法及工藝繁瑣，并且所制備的Cu2 (OH) 2C03結構不可調控，且制備出的該材料不能同時兼具納米和微米結構的特征，無法滿足市場需求。因此尋求一種簡單、綠色能耗低且可控制備的工藝對滿足Cu2(OH)2CO3在其應用領域中的需求具有十分重要的實用價值。
【發明內容】
[0003]為克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種簡單、綠色、能耗低、可調控堿式碳酸銅微納米分級結構的制備方法。
[0004]為實現上述目的，本發明所采取的技術手段是:一種可調控堿式碳酸銅微納米分級結構的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把銅源溶解在去離子水中，形成藍色透明溶液A;
(2)在磁力攪拌的作用下，把碳酸鹽溶解在去離子水中，形成清澈透明無色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液迅速倒入A溶液后，繼續攪拌1min后形成混合溶液C ；
(4)把C溶液密封于容器中，靜置得沉淀物，將沉淀物經去離子水和無水乙醇洗滌，得到綠色固體粉末；
(5)將步驟(4)中得到的綠色固體粉末在真空干燥箱中，28?35°C烘干至恒重即得。
[0005]進一步的，所述步驟(I)中溶液A含有銅源為0.03?0.05mol/L ；
進一步的，所述步驟(2)中溶液B含有碳酸鹽為0.06?0.08mol/Lo
[0006]進一步的，所述步驟(I)中銅源為一水合醋酸銅、二水合氯化銅、三水合硝酸銅或五水合硫酸銅中的一種。
[0007]進一步的，所述步驟(2)中的碳酸鹽為無水Na2CO3S K 2C03。
[0008]進一步的，所述步驟(3)中把B溶液迅速倒入A溶液后，不加入任何可溶性鹽或加入可溶性鹽NaAc、KAc、NaCl或KCl中的一種。
[0009]更進一步的，所述步驟(3)中加入可溶性鹽時，加入量為0.02?0.03mol/Lo
[0010]進一步的，所述步驟(4)中容器置于室溫或容器內溫度設定為75?85°C。
[0011]進一步的，所述步驟(4)中靜置時間為20?30h，沉淀物經去離子水和無水乙醇各洗滌3次。
[0012]本發明的有益效果是:本發明采用改變不同的銅源，與含有CO32離子的鹽快速攪拌混合，可以制備出具有不同形貌微納米結構的Cu2(OH)2CO3材料；通過是否加入醋酸根離子或是否加熱實現精確控制；該方法簡單、綠色且能耗低；通過此方法所制備出的球狀Cu2(OH)2COJj納米分級結構無需有機小分子實現對其結構進行調控，因此，該材料的結構表面不含有任何有機小分子，所具有微米尺寸結構使得其易于回收，具有納米尺寸的結構使得其表現出高活性的納米效應。
【附圖說明】
[0013]下面結合視圖和實施例對本發明做詳細的描述。
[0014]圖1為本發明由納米顆粒結構組成的球狀堿式碳酸銅微納米分級結構的1um掃描電子顯微鏡照片；
圖2為本發明由納米顆粒結構組成的球狀堿式碳酸銅微納米分級結構的Ium掃描電子顯微鏡照片；
圖3為本發明由納米線結構組成的球狀堿式碳酸銅微納米分級結構的40um掃描電子顯微鏡照片；
圖4為本發明由納米線結構組成的球狀堿式碳酸銅微納米分級結構的1um掃描電子顯微鏡照片；
圖5為本發明由平行于球面微米片結構組成的球狀堿式碳酸銅微納米分級結構的40um掃描電子顯微鏡照片；
圖6為本發明由平行于球面微米片結構組成的球狀堿式碳酸銅微納米分級結構的5um掃描電子顯微鏡照片；
圖7為本發明由納米線組成的啞鈴狀結構堿式碳酸銅微納米分級結構的50um掃描電子顯微鏡照片；
圖8為本發明由納米線組成的啞鈴狀結構堿式碳酸銅微納米分級結構的1um掃描電子顯微鏡照片；
圖9為本發明堿式碳酸銅微納米分級結構的X射線衍射(XRD)圖譜，其中圖(a)、(b)、(c)和(d)分別由為納米顆粒組成的堿式碳酸銅微納米分級結構、納米線組成的堿式碳酸銅微納米分級結構，平行于球面微米片組成的堿式碳酸銅微納米分級結構和由納米線組成的堿式碳酸銅啞鈴狀微納米分級結構的XRD圖譜。
【具體實施方式】
[0015]
實施例1
一種可調控堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)微納米分級結構的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍色透明溶液A ；
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol Na2CO3溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液迅速倒入A溶液后，繼續攪拌1min后形成混合溶液C ；
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，在室溫環境下，靜置24h后，取出沉淀產物，經去離子水和無水乙醇各洗滌3次，得到綠色固體粉末；
(5)將上述綠色固體粉末在真空干燥箱中30°C烘干至恒重即得到相應產物。
[0016]該產物形貌是由納米顆粒結構組成的球狀微納米分級結構，如圖1和2所示。
[0017]實施例2
一種可調控堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)微納米分級結構的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 一水合醋酸銅(Cu(Ac)2.H2O)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍色透明溶液A ；
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol K2CO3溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液迅速倒入A溶液后，繼續攪拌1min后形成混合溶液C ；
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，在室溫環境下，靜置24h后，取出沉淀產物，經去離子水和無水乙醇各洗滌3次，得到綠色固體粉末；
(5)將上述綠色固體粉末在真空干燥箱中30°C烘干至恒重即得到相應產物。
[0018]該產物形貌是由納米顆粒結構組成的球狀微納米分級結構。
[0019]實施例3
一種可調控堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)微納米分級結構的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 二水合氯化銅(CuCl2.2H20)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍色透明溶液A ；
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol Na2CO3溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液迅速倒入A溶液后，繼續攪拌1min后形成混合溶液C ；
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，在室溫環境下，靜置24h后，取出沉淀產物，經去離子水和無水乙醇各洗滌3次，得到綠色固體粉末；
(5)將上述綠色固體粉末在真空干燥箱中30°C烘干至恒重即得到相應產物。
[0020]該產物形貌是由納米線結構組成的球狀微納米分級結構，如圖3和4所示。
[0021]實施例4
一種可調控堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)微納米分級結構的制備方法。包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol 二水合氯化銅(CuCl2.2H20)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍色透明溶液A ；
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol K2CO3溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液迅速倒入A溶液后，繼續攪拌1min后形成混合溶液C ；
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，在室溫環境下，靜置24h后，取出沉淀產物，經去離子水和無水乙醇各洗滌3次，得到綠色固體粉末；
(5)將上述綠色固體粉末在真空干燥箱中30°C烘干至恒重即得到相應產物。
[0022]該產物形貌是由納米線結構組成的球狀微納米分級結構。
[0023]實施例5
一種可調控堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)微納米分級結構的制備方法，包括以下步驟:
(1)在磁力攪拌的作用下，把1.2mmol三水合硝酸銅(Cu (NO3)2.3H20)溶解在裝有30mL去離子水的錐形瓶中，形成藍色透明溶液A ；
(2)在磁力攪拌的作用下，把1.4mmol Na2CO3溶解在裝有20mL去離子水的燒杯中，形成清澈透明無色溶液B;
(3)在磁力攪拌的作用下，把B溶液迅速倒入A溶液后，繼續攪拌1min后形成混合溶液C ；
(4)把C溶液密封于錐形瓶中，在室溫環境下，靜置24h后，取出沉淀產物，經去離子水和無水乙醇各洗滌3次，得到綠色固體粉末；
(5)將上述綠色固體粉末在真空干燥箱中30°C烘干至恒重即得到相應產物。
[0024]該產物形貌是由納米線結