规整形貌氧化亚铜的制备与性能研究(2)

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铜，其阳离子Cu具有三种可能的价态（CuO，Cu +和Cu2 +），使其成为氧化还原型热化学反应中所需的两性催化剂.Cu2O具有2.2eV的直接带隙，用于电子设备和光催化剂。虽然还原研究已经对Cu2O进行了，但仍然是晶体尺寸。对于纳米材料，尺寸效应，如较大的表面与体积比和更多的活性表面位置，与其大量对应物相比，对其化学活性和电气性能具有深远的影响。

氧化亚铜纳米粒子可以用作锂离子电池中的阴极材料，它在可见光范围内的吸收系数较高，还可用作催化材料来光解水。而氧化亚铜单晶块体材料则是一种典型的p型半导体，在太阳能电池和气敏材料等方面有很大的应用潜力。同时，氧化亚铜是一种廉价、储量丰富的材料，在实际应用中，价格便宜，易于获得，毒性低，环境友好。因此研究开发具有新形貌的氧化亚铜，实现对产物微结构的控制，对于氧化亚铜的应用有非常重要的意义。规整形貌的氧化亚铜具有不同的晶面，因而具有不同的物理性能，本课题旨在通过合成规整形貌的氧化亚铜并测试其相应的电化学性能。探索形貌与电化学性能的关系。论文网

1.1课题背景

多维度微纳米材料的性能受制备方法和工艺条件的影响非常大，因此，多维度微纳米材料的制备方法非常关键，对多维度微纳米材料合成过程的研究和微观结构的控制具有非常重要的意义。制备方法和工艺条件不同，得到产物的形貌也有差别，这就使得材料的形貌成为评价制备方法和工艺条件是否优异的一项较重要的指标。材料的电子结构、表面能和化学反应活性不仅取决于物质的种类，而且在很大程度上依赖于材料的结晶形态和表面形貌，因此，制备尺寸和形貌可控的材料对它们的应用非常重要。例如，纳米结构的太阳能电池和热电转化元件不但价格低廉，而且能够做到高效能量转化；某些高强度韧性耐烧蚀的纳米复合材料可用做炮弹轨道，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器等。多维度微纳米材料的这些应用充分展示了它在高新技术领域应用的巨大潜力。只有在制备工艺上实现对材料微结构进行有效的控制，才能充分利用材料的物化性质，进一步将其应用于微电子器件等高科技领域中。

近年来，在国内外学者的不断努力下，各种新颖的制备方法给人们带来的经济和社会效益已经初见成效。随着结晶学理论在实际生产应用中的实施，反馈关于纳米晶体制备工艺的信息，使得人们对结晶学理论有了更深入的研究，对晶体的微观结构与生长方式有了更深入的了解。人们逐渐掌握决定晶体材料性能的本质，并通过新的制备方法，制备出性能更加优异的新型材料。

氧化亚铜是一种重要的无机化工原料，用途十分广泛，可以用作焊料、防腐剂、海洋防污涂料、光电材料、镇流器、色素、着色剂[2]、催化剂[3-5]、等。此外，因为纳米氧化亚铜具有着优越的光催化性能，所以在环境污染治理中能够受到重视，可以被应用于废水处理。同时，Cu2O也是制备传感器和高温超导体的材料[6]。

目前，通过化学方法来制备氧化亚铜的只要途径是由离子或分子发生一定的化学反应，并且在一定条件下成核生长，长成为具有目标形貌的微晶材料。目前常见的化学法包括以下几种：（1）化学气相沉积法、（2）水热法、（3）溶剂热法、（4）微乳液法、（5）溶胶-凝胶法、（6）微乳液-氧化法、（7）超声微乳液法、（8）电化学法等。其中液相法由于反应条件较为温和，而且容易受到控制，最后生成得到的纳米材料样品又有着组成均匀、纯度高等优点，所以这也是当前实验室和工业上最广泛采用的合成方法。