專利名稱：一種CuO納米薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù),特別是一種CuO納米薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
由于CuO中存在帶負(fù)電荷的Cu空位缺陷和氧間隙，因此是一種P型半導(dǎo)體材料，可以被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，因此它是在文獻(xiàn)中被研究最多的一種材料之一。它的帶隙為
I.5ev，接近理想太陽能電池的帶隙，能與太陽能光譜很好的相匹配。由于其具有高的光吸收和低的熱發(fā)射度，因此可以做太陽能電池中的吸光材料。CuO即是一種有潛質(zhì)的場發(fā)射材料，又是一種重要的催化劑，同時也是一種很好的氣體傳感器。眾所周知，CuO具有大磁阻和高溫超導(dǎo)性質(zhì)。由于CuO具有光電導(dǎo)和光化學(xué)性質(zhì)，因此它也是一種有潛質(zhì)的制備光開關(guān)和太陽能電池的材料。此外窄帶隙的CuO可以作為在可見區(qū)范圍內(nèi)的光電探測器和光開關(guān)器件，而其它寬禁帶的金屬氧化物半導(dǎo)體材料則不能實現(xiàn)。CuO薄膜被廣泛用于能源捕獲和存儲器件，例如光化學(xué)電池、光催化劑和鋰電池等。此外它的一個很重要的優(yōu)點是無毒，且所需原料在自然界廣泛存在。到目前為止制備納米CuO的方法有反應(yīng)性濺射、化學(xué)氣相沉積、陽極氧化、水相合成法等。在這些方法中基于水溶液的水相合成法是最簡單，低廉，安全的方法，不需要特別的設(shè)備。納米CuO顆粒介于I-IOOnm,具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等，與普通的CuO相比，在磁性、熱阻、光吸收、化學(xué)活性、催化劑和熔點等方面表現(xiàn)出奇特的物理化學(xué)性能，成為用途廣泛的無機材料之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)分析，提供一種CuO納米薄膜的制備方法，該制備方法工藝簡單、環(huán)保且成本低，無需特別的設(shè)備就可以獲得CuO納米薄膜。本發(fā)明的技術(shù)方案一種制備CuO納米薄膜的方法，步驟如下I)分別配制Cu (NO3) 2和NaOH的水溶液，將配得的NaOH水溶液按每秒一滴的速率逐滴滴入Cu(NO3)2溶液中，水浴磁力攪拌，反應(yīng)溫度為85-95°C，反應(yīng)時間為1_2小時，得到藍(lán)色的絮狀沉淀物；2)將上述沉淀物用去離子水洗滌，離心、干燥、研磨后獲得藍(lán)色粉末；3)將上述的藍(lán)色粉末放入坩堝內(nèi)，在馬弗爐內(nèi)400°C下焙燒1-2小時，獲得黑色 CuO粉末；4)將上述黑色CuO粉末溶于溶劑中，經(jīng)超聲、離心分離后，獲得均勻分散的CuO溶液；5)通過旋涂的方法，將上述CuO溶液旋涂在ITO或硅襯底表面，其勻膠機轉(zhuǎn)速為 1000轉(zhuǎn)/分鐘，放入紅外干燥箱干燥10分鐘，并在馬弗爐中400°C溫度下退火I小時，即可制得CuO納米薄膜。所述Cu (NO3) 2水溶液的濃度為O. 1M，NaOH水溶液的濃度為O. 05M, Cu (NO3) 2水溶液與NaOH水溶液的的體積比為I : I。所述溶劑為正己烷或氯苯，黑色CuO粉末與溶劑的用量比為2毫克/毫升。本發(fā)明的優(yōu)點該制備方法工藝簡單、環(huán)保且成本低，無需特別的設(shè)備就可以獲得 CuO納米薄膜，該CuO納米薄膜具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等，與普通CuO相比，在磁性、熱阻、光吸收、化學(xué)活性、催化劑和熔點等方面顯示優(yōu)異的物理化學(xué)性能，成為用途廣泛的無機材料之一。


圖I是CuO粉末的XRD圖。圖2是CuO納米薄膜的紫外可見吸收譜圖。具體實施方法
實施例一種制備CuO納米薄膜的方法，步驟如下 I)分別配制O. IM的Cu (NO3) 2和O. 05M的NaOH的水溶液，將配得的NaOH的水溶液按每秒一滴的速率逐滴滴入Cu (NO3) 2溶液中，NaOH的水溶液與Cu (NO3) 2水溶液的體積比為I : 1，水浴磁力攪拌，反應(yīng)溫度為90°C，反應(yīng)時間為I小時，得到藍(lán)色的絮狀沉淀物；2)將上述沉淀物用去離子水洗滌，離心、干燥、研磨后獲得藍(lán)色粉末；3)將上述的藍(lán)色粉末放入坩堝內(nèi)，在馬弗爐內(nèi)400°C溫度下焙燒I小時，獲得黑色 CuO粉末；4)將上述黑色CuO粉末按2毫克/毫升的用量比溶于正己烷中，經(jīng)超聲、離心分離后，獲得均勻分散的CuO溶液；5)通過旋涂的方法，將上述CuO溶液旋涂在ITO表面，其勻膠機轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/ 分鐘，放入紅外干燥箱干燥10分鐘，并在400°C的馬弗爐中400°C溫度下退火I小時，即可制得CuO納米薄膜。圖I是CuO粉末的XRD圖，圖中表明實驗所得的物相峰值與標(biāo)準(zhǔn)卡片對比為黑銅礦的CuO，且無Cu2O雜相。圖2是CuO納米薄膜的紫外可見吸收譜圖，圖中表明所得的CuO納米薄膜在整個可見光區(qū)都有很強的吸收。
權(quán)利要求
1.一種制備CuO納米薄膜的方法,其特征在于步驟如下1)分別配制Cu(NO3) 2和NaOH的水溶液，將配得的NaOH水溶液按每秒一滴的速率逐滴滴入Cu (NO3)2溶液中，水浴磁力攪拌，反應(yīng)溫度為85-95°C，反應(yīng)時間為1_2小時，得到藍(lán)色的絮狀沉淀物；2)將上述沉淀物用去離子水洗滌，離心、干燥、研磨后獲得藍(lán)色粉末；3)將上述的藍(lán)色粉末放入坩堝內(nèi)，在馬弗爐內(nèi)400°C下焙燒1-2小時，獲得黑色CuO粉末；4)將上述黑色CuO粉末溶于溶劑中，經(jīng)超聲、離心分離后，獲得均勻分散的CuO溶液；5)通過旋涂的方法，將上述CuO溶液旋涂在ITO或硅襯底表面，其勻膠機轉(zhuǎn)速為1000 轉(zhuǎn)/分鐘，放入紅外干燥箱干燥10分鐘，并在馬弗爐中400°C溫度下退火I小時，即可制得 CuO納米薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備CuO納米薄膜的方法，其特征在于所述Cu(NO3)2水溶液的濃度為O. 1M，NaOH水溶液的濃度為O. 05M，Cu (NO3) 2水溶液與NaOH水溶液的的體積比為 I I0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備CuO納米薄膜的方法，其特征在于所述溶劑為正己烷或氯苯，黑色CuO粉末與溶劑的用量比為2毫克/毫升。
全文摘要
一種制備CuO納米薄膜的方法，步驟如下將NaOH水溶液滴入Cu(NO3)2溶液中，加溫反應(yīng)后得到藍(lán)色的絮狀沉淀物；將洗滌、干燥、研磨后的藍(lán)色粉末放入坩堝內(nèi)，在馬弗爐內(nèi)焙燒獲得黑色CuO粉末；將CuO粉末溶于溶劑中，離心分離后獲得CuO溶液；通過旋涂的方法，將CuO溶液旋涂在襯底表面，干燥退火即可制得CuO納米薄膜。本發(fā)明的優(yōu)點是該制備方法工藝簡單、環(huán)保且成本低，無需特別的設(shè)備即可獲得CuO納米薄膜，該CuO納米薄膜具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)，與普通CuO相比，在磁性、熱阻、光吸收、化學(xué)活性、催化劑和熔點等方面顯示優(yōu)異的物理化學(xué)性能，成為用途廣泛的無機材料之一。
文檔編號C04B41/50GK102602976SQ20121006152
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者任志瑞, 姜立芳, 李嵐, 李開祥, 李夢真, 李波, 李萍, 王麗師, 葛林, 陳義鵬 申請人:天津理工大學(xué)