氧化銅微納米結(jié)構(gòu)的制備及光學(xué)性能研究.pdf

1、由核/殼復(fù)合材料演化而來無機(jī)微納米氧化物空心球材料與傳統(tǒng)材料相比，由于其具有密度低、比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，從而在氣相傳感器、鋰離子電極材料、場發(fā)射器和催化等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景，引起了人們的廣泛關(guān)注。本文以無皂乳液聚合得到的聚苯乙烯微球乳液為模板，基于靜電吸附原理水熱法合成了多孔氧化銅空心微球，詳細(xì)考察了其合成工藝條件和影響因素，并研究了其結(jié)構(gòu)、生長機(jī)理和性能。同時(shí)，對(duì)本實(shí)驗(yàn)室前期以碳球?yàn)槟０搴铣傻难趸~空心微球以及其他形貌氧化銅微納米結(jié)

2、構(gòu)的比表面、光學(xué)、光催化活性等性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，尋找影響氧化銅微納米結(jié)構(gòu)光催化性能的主要因素。
　　首先，通過以過硫酸鉀（KPS）為引發(fā)劑的無皂乳液聚合，得到了單分散好、粒徑分布可控、高穩(wěn)定性、表面帶負(fù)電荷的聚苯乙烯（PS）微球乳液。繼而在水熱條件下，以500nm左右的PS微球乳液為模板，醋酸銅為銅源，乙二胺為結(jié)構(gòu)指示劑制備了多孔氧化銅空心微球。并考察了乙二胺與醋酸銅的摩爾比、水熱時(shí)間及水熱溫度對(duì)最終產(chǎn)物形貌的影響；制備的樣品

3、通過 SEM、XRD、EDS、FTIR和氮?dú)馕降冗M(jìn)行表征。結(jié)果表明制備的多孔氧化銅空心微球的粒徑約為10~15μm，球殼厚度約2~3μm，球表面呈多孔狀，產(chǎn)物純度較高，且為單斜晶型。BET測試結(jié)果表明微球的比表面積為81.707m2/g，總孔體積為0.0683cm3/g，平均孔半徑為7.05nm。并進(jìn)一步討論了其形成機(jī)理。
　　其次，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室前期實(shí)驗(yàn)，以碳球?yàn)槟０逯苽涠嗫籽趸~空心微球。同時(shí)采用水熱法制備了花狀、針葉狀、線狀

4、、海膽狀形貌的氧化銅微納米結(jié)構(gòu)，通過SEM和BET法對(duì)其形貌和比表面進(jìn)行表征分析，結(jié)果表明制備樣品形貌較好且結(jié)構(gòu)均勻，不同形貌的氧化銅微納米結(jié)構(gòu)比表面積差別較大。
　　再次，通過紫外-可見光譜研究了不同形貌氧化銅微納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能及禁帶寬度，并通過在紫外光照下對(duì)有機(jī)染料羅丹明B的降解實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)研究了不同形貌氧化銅微納米結(jié)構(gòu)的比表面積與其催化活性的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)制備的不同形貌氧化銅微納米結(jié)構(gòu)均顯示了優(yōu)異的光學(xué)性能，其中以聚苯乙烯微球乳