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氧化铜纳米片组装的球形花状结构的制备、表征及其形成机制.pdf

来源：花匠小妙招时间：2025-08-05 07:54

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文档简介

第 2 6卷第 2期 2 0 1 4年 2月化学研究与应用 C h e mica l Re s e a r ch a n d Ap p l ica t io n Vo 1 26 NO 2 F e b 2 0 1 4 文章编号 1 0 0 4 1 6 5 6 2 0 1 4 0 2 0 2 3 0 0 5 氧化铜纳米片组装的球形花状结构的制备表征及其形成机制张丽惠葛秀涛 1 陕西师范大学材料科学与工程学院陕西西安7 1 0 0 6 2 2 滁州学院材料与化学工程学院安徽滁州2 3 9 0 1 2 摘要在 H O和乙醇形成的二元体系中以 C u C 1 2 H O为铜源无水 N a A c 为沉淀剂聚乙二醇 P E G 为形貌控制剂采用一步水热法制备了氧化铜纳米材料采用 x射线衍射 XR D 扫描电子显微镜 S E M 和透射电子显微镜 T E M 等多种手段对产物进行结构表征结果表明所得产物具有单斜结构的氧化铜纳米片构建的球形花结构研究了其生长过程提出了相关的化学反应和可能的形成机制关键词氧化铜纳米片球形花结构形成机制中图分类号 O 6 1 4 1 2 1 文献标志码 A S y n t h e s is ch a r a ct e r a t i0 n a n d f o r ma t i o n me ch a n is m o f s p h e r ica l fl o we r l ik e a s s e mb l e d f r o m Cu O n a n o fla k e s ZHANG L i h u i h GE Xiu t a o 1 S ch o o l o f Ma t e ria l s S ci e n ce a n d E n g in e e ri n g S h a a n x i N o r m a l U n i v e r s i t y X i a n 7 1 0 0 6 2 C h in a 2 S ch o o l o f Ma t e ria l a n d C h e m i ca l E n g i n e e ri n g C h u z h o u U n i v e r s i t y C h u z h o u 2 3 9 0 1 2 C h in a Ab s t r a ct C u O n a n o ma t e r ia l w a s s y n t h e s iz e d in t h e C u C 1 2 2 H2 O Na Ac P E G H2 O e t h a n o l s o l v o t h e r mal s y s t e m I n t h is s y s t e m Na A c p l a y s a r o l e o f p r e cip it a t io n a g e n t a n d P E G p l a y s a r o l e o f mo r p h o l o g y co n t r o l a g e n t T h e a s p r e p a r e d p r o d u ct s we r e ch a r a ct e r iz e d b y m e a n s o f X r a y d i f f r a ct io n X R D s ca n n in g e l e ct r o n m icr o s co p y S E M a n d t r a n s m i s s io n e l e ct r o n m icr o s co p y T E M T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e as p r e p a r e d p r o d u ct s are s p h e ri cal fl o we r l ik e Cu O co n s t r u ct e d f r o m n a n o fl a k e s w it h t h e mo n o c l i n i c s t r u c t u r e T h e g r o wt h p r o ce s s e s w e r e s t u d ie d a n d t h e r e l a t e d ch e mical r e a ct io n s a n d f o rm a t io n me ch a n is m we r e p r e s e n t e d Ke y wo r d s C u O Na n o fl a k e s s p h e ri cal fl o w e r l ik e f o r ma t io n me ch a n is m 众所周知纳米材料具有不同于块体材料的物理和化学性能这些物理化学性能在很大程度上取决于材料的尺寸和形貌同时不同形貌的纳米结构单元也是构建纳米器件的基本模块所以不同微结构纳米材料的合成及其物理化学性能的研究具有非常重要的科学意义和巨大的应用价值已成为当前纳米材料研究的前沿领域氧化铜是非常重要的窄带隙 P型半导体 E 1 2 收稿日期 2 0 1 3 0 8 2 6 修回日期 2 0 1 3 1 1 2 0 基金项目国家自然科学项基金 2 1 0 7 3 1 1 6 项目资助安徽省应用化学省级重点学科建设项目 2 0 0 8 0 2 1 8 7 C 资助滁州学院科研启动基金 2 0 1 2 q d 1 2 资助联系人简介张丽惠 1 9 7 1 女教授博士主要从事纳米材料的制备及其性能研究 E ma i l z h a n g l h 7 1 1 6 3 co rn 2 3 4 化学研究与应用第 2 6卷根据 X R D和 S E M分析结果在此水热体系中 C H C O 0 一水解释放出 O H一 C u 和 O H 一及其溶液的 C 1 一反应生成中间产物 c u C 1 O H 随着反应时间的延长 C u C l O H 分解成 C u O 生成 C u O的化学反应可能如下l 1 Na OO CC H3 Na CH3 CO0一 CH3 CO 0一十 H2 0 C H3 COOH OH一 2 C u 3 O H一 C 1 一 C u 2 C I O H 3 C u 2 C I O H 3 C u 0 H C 1 H 2 O 在纳米材料的制备中 P E G常用作辅助剂来控制产物的形貌在 C u C 1 2 一 N a A c P E G H O 一参考文献 1 F C a rus o N a n o e n g i n e e r i n g o f p a r t i cl e s u r f a ce s J A d v M a t e r 20 01 1 3 11 22 2 T G a o Q H L i T H Wa n g S o n o ch e mi ca l s y n t h e s is o p t ical p r o p e r t ie s a n d e l e ct r ica l p r o p e r t ie s o f co r e s h e l l t y p e Z n O n a n o r o d C d S n a n o p a r t i cl e co mp o s i t e s J C h e m Ma t e r 2 0 0 5 1 7 8 8 7 8 9 2 3 M V a s e e m A U ma r S K i m Y H a h n L o w t e m p e r a t u r e s y n t h e s is o f fl o w e r s h a p e d C u O n a n o s t r u ct u r e s b y s o l u t io n p r o ce s s f o r ma t io n me ch a n is m a n d s t r u ct u r a l p r o p e r t ie s J P C h e m C 2 0 0 8 1 1 2 5 7 2 9 5 7 3 5 4 G F Z o u H L i D W Z h a n g We l l a l ig n e d a r r a y s o f C u O n a n o p l a t e l e t s J P h y s C h e m B 2 0 0 6 1 1 0 2 0 0 6 1 6 3 2 1 6 3 7 5 J Y L i S L X i o n g B J X i e t a 1 Q i a n S y n t h e s is o f C u O p e r p e n d icu l a r l y cr o s s b e d d e d micr o s t r u ct u r e v ia a p r e cu r s o r b a s e d r o u t e J C r y s t G r o w t h D e s 2 0 0 9 9 4 1 0 8 4l 1 5 6 w T Y a o S H Y u Y Z h o u e t a 1 F o r ma t i o n o f u n i f o r m C u O n a n o r o d s b y s p o n t a n e o u s a g g r e g a t io n s e l e ct iv e s y n t h e s is o f C u O C u 2 O a n d C u n a n o p a r t icl e s b y a s o l id L iq u i d p h ase arc d is ch a r g e p r o ce s s J P h y s C h e m B 2 0 0 5 1 0 9 1 4 0 1 1 1 4 0 1 6 7 X J Z h a n g G F Wa n g X W L i u e t a 1 S y n t h e s i s a n d e l e ct r o ch e m ica l C u O n a n o bel t s J Ma t e r C h e m P h y s 2 0 08 1 1 2 72 6 72 9 8 Y L L j u L L ia o J C L i F r o m co p p e r n a n o cr y s t a l l i n e t o Cu O n a n o n e e d l e A r r a y S y n t h e s i s g r o w t h me ch a n is m a n d p ro p e rt ie s J JP C h e m C 2 0 0 7 1 1 1 5 0 5 0 5 0 5 6 9 C L i W We i S M F a n g A n o v e l C u O n a n o t u b e S n O 2 co mp o s it e a s t h e a n o d e ma t e ri a l f o r l i t h i u m i o n b a t t e ri e s J P o w e r S o u r ce s 2 0 1 0 1 9 5 2 9 3 9 2 9 4 4 1 0 C H B N g W Y F a n F a ci l e s y n t h e s is o f s in g l e cr y s t a l 一乙醇反应体系中引入适量的 P E G P E G可以吸附在最初生成的 C u C O H 单体上成核后 C u C 1 O H 单体生长成 P E G稳定的 C u C 1 O H 纳米晶在 P E G 的吸附作用下最初形成的 c u C l O H 核聚集成多核的团簇这些多核的团簇受热分解就形成了球形花纳米结构另一方面根据图3 分析 P E G可能选择性地吸附在了与 1 3 0 垂直的 C u O晶面上抑制这一晶面的生长从而得到了沿着与 0 0 2 和 3 1 1 而垂直的方向趋向生长的很薄的纳米片 l i n e C u I n a n o t e t r a h e d ron s a n d t h e i r i n d u ce d t r a n s f o r m a t i o n t o t e t r a h e d r a l C u O n a n o ca g e s J P h y s C h e m C 2 0 0 7 1 1 1 91 6 6 9 1 71 1 1 J T Z h a n g J F L iu Q P e n g e t a 1 N e ar l y mo n o d is p e r s e Cu 2 O a n d C u O n a n o s p h e r e s p r e p a r a t io n a n d a p p l ica t io n s fo r s e n s i t i v e g a s s e n s o r s J C h e m Ma t e r 2 0 0 6 1 8 8 6 7 8 71 1 2 L P X u S S i t h a m b ar a m Y S Z h a n g N o v e l u r ch in l ik e Cu O s y n t h e s iz e d b y a f a c il e r e f l u x me t h o d w it h e ff icie n t O l e fin e p o x i d a t io n ca t a l y t ic p e r f o rma n ce J C h e m Ma t e r 2 0 0 9 2 1 1 2 5 3 1 2 5 9 1 3 B L iu H C Z e n g Me s o s e a l e o r g a n iz a t io n o f C u O n a n o r ib b o n s f o r m a t io n o f d a n d e l io n s J A m C h e m S o c 2 0 0 4 1 2 6 8 1 2 5 8 1 2 6 1 4 c L Z h u a C N C h e n T e m p l a t e f r e e s y n t h e s is o f C u 2 C 1 O H 3 n a n o ri b b o n s a n d u s e a s s a cr i fici a l t e m p l a t e fo r C u O n a n o fib b o n J C r y s t d G r o w t h 2 0 0 4 2 6 3 4 7 3 4 79 1 5 D P V o l a n t i D K e y s o n L S C a v a l ca n t e S y n t h e s i s a n d ch a r a c t e r iz a t io n o f CuO flo we r na n o s t r u ct u r e pr o ce s

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