本發(fā)明屬于無機材料制備技術領域，具體涉及一種在陶瓷管上生長氧化銅(CuO)花狀納米材料的方法。

背景技術：
氧化銅納米材料是一種窄帶隙的p型半導體氧化物，作為一種重要的多功能無機材料，應用于磁性材料、光吸收、傳感器、超導材料、催化劑、熱敏電阻、磁性存儲、鋰離子電池和生物醫(yī)藥等領域。大量文獻表明，材料的形貌和尺寸等因素對其各種性能影響巨大。目前，研究者已經通過各種方法合成出了各種形貌的氧化銅納米材料，比如：納米線、納米棒、納米帶、納米管、微球等。特別是花狀的氧化銅結構含有大量納米結構單元，并且具有低的堆積密度、多活性晶面位等特點，有著更加優(yōu)異的性能。目前氧化銅花狀結構主要在銅片上生長，如專利CN102156156A公布了采用銅箔薄片上生長出三維氧化銅納米花。液相生長報道的納米花狀氧化銅花狀結構不明顯，而且球體比較致密，沒有形成很好的薄片狀結構。如專利CN103864134A、CN103265062A和CN103754924公布了采用不同的表面活性劑，使用銅鹽和氫氧化鈉反應得到花狀氧化銅納米晶，球體顆粒致密，花狀結構不明顯。專利CN103241761A公布了使用硼氫化鉀作為還原劑，十六烷基三甲基溴化銨作為活性劑生長成三維花狀氧化銅，其花狀材料為致密條狀片組成。專利CN104944461A公布了采用可溶性銅鹽溶于有機溶劑中，十二烷基三甲基溴化銨為表面活性劑制得了一種微納米氧化銅，但是氧化銅層狀結構為大量的顆粒堆積而成，不是單層顆粒結構組成，片層很厚(為100～300nm)。目前文獻報道的氧化銅花狀結構為積木狀片構成，如張麗惠等報道了氧化銅納米片組裝的球形花狀結構的制備(化學研究與應用Vol.26(27)2014,231–234)，為積木片狀構成的花狀結構。ZhenjieZhu等報道了(Gassensingpropertyofnovelflower-likenanostructureCuO，JMaterSci:MaterElectron(2015)26:9037–9043)在PVP和檸檬酸鈉存在的情況下，CuCl2,和NaOH反應制備了花狀氧化銅，這種花狀球體是有積木狀的片組成。DaqiangGao報道了(Room-TemperatureFerromagnetismofFlowerlikeCuONanostructures,J.Phys.Chem.C2010,114,18347–18351)液相法制備花狀氧化銅，其形貌也是為積木片構成的球狀結構。目前尚沒有在不使用表面活性劑情況下，采用絕緣的陶瓷管為基底，液相法制備由單層的納米顆粒構成的多孔片狀組織的氧化銅納米花的報道。

技術實現要素：
：針對上述存在問題或不足，本發(fā)明提供了一種氧化銅花狀納米結構材料及其制備方法，該方法在陶瓷管上可直接生長氧化銅花狀納米結構材料。該氧化銅花狀納米結構材料，生長于陶瓷管上，為單相的氧化銅，其花狀結構整齊，直徑為6～11微米，花狀結構由顆粒大小為50～80納米顆粒組成的單層納米薄片構成，其中顆粒之間相互沾連，顆粒之間有明顯的孔隙，構成網絡結構的薄片。本發(fā)明以乙酸銅為銅源，在堿性條件下通過水熱反應直接在陶瓷管上生長氧化銅納米花狀納米材料。制備方法具體步驟如下：步驟1、配置反應溶液：將乙酸銅溶于去離子水中，再加入氫氧化鈉，攪拌溶解并冷卻至室溫；然后在3～6分鐘內勻速攪拌滴入氨水，再于室溫下攪拌10～60分鐘，得到藍綠色溶液，該藍綠色溶液中各成分的濃度分別為乙酸銅0.05～0.50mol/L，氫氧化鈉0.10mol/L～0.50mol/L，氨水1.00mol/L～5.00mol/L。步驟2、水熱反應：將步驟1制得的藍綠色溶液轉移到聚四氟乙烯內襯的水熱釜中，將陶瓷管豎直放置在聚四氟乙烯罐底部后，密閉水熱釜，于150～200℃下水熱反應12～48h；水熱反應后將陶瓷管采用去離子水洗滌2-5次后，于70～110℃烘干，得到附于陶瓷管上的黑色氧化銅納米材料前驅體；步驟3、焙燒處理穩(wěn)定化：將步驟2得到的附有黑色氧化銅納米材料前驅體的陶瓷管在500～700℃焙燒1～5小時，即得生長于陶瓷管上的黑色氧化銅花狀納米結構材料。本發(fā)明的原理是采用乙酸銅為銅源，以陶瓷管為載體，在堿性條件下，通過水熱反應直接在陶瓷管上生長出氧化銅納米花狀結構材料。綜上所述，本發(fā)明方法不采用金屬片，而是采用陶瓷管為基底，不采用表面活性劑，生產工藝簡單，可控性強。制備的氧化銅花狀納米結構材料特有網絡片層花狀納米結構可以提供較大的空隙和比表面積，作為電池材料，增大了與電解液的接觸面積，為電解液的離子傳輸提供了有力的保障；作為催化劑、電池材料和傳感器材料，其特有的片層和網絡狀結構可以增大與反應介質或者污染氣體的接觸面積和擴散速度。附圖說明圖1：實施例1制備的生長于陶瓷管上的氧化銅花狀納米結構材料的掃描電鏡照片；圖2：實施例1制備的生長于陶瓷管上的氧化銅花狀納米結構材料的X射線衍射譜圖。具體實施方式實施例13g乙酸銅溶于65ml的去離子水中得到墨綠色澄清溶液，再加入1g的氫氧化鈉，攪拌溶解并冷卻至室溫，然后在5分鐘內勻速攪拌滴入25ml的質量濃度25％的氨水，再室溫下繼續(xù)攪拌30分鐘，得到藍綠色溶液。將上述反應溶液轉移到聚四氟乙烯內襯的水熱釜中。將陶瓷管垂直放置在釜的底部，然后密閉，在180℃下水熱反應24小時，空氣冷卻到室溫。水熱反應后將陶瓷管用去離子水和乙醇分別洗滌3次，80℃烘干1小時，得到附于陶瓷管上的黑色氧化銅納米材料前驅體。然后將附有黑色的氧化銅的陶瓷管在600℃下焙燒2小時，即得生長于陶瓷管上的氧化銅花狀納米結構材料。掃描電子顯微鏡下觀察制得的氧化銅具有整齊的花狀結構，平均直徑為7.0微米，組成納米花的片狀結構，片狀結構是由顆粒平均直徑為60納米組成的單層結構，顆粒之間相互沾連，形成片狀網絡結構。XRD測量結果表明其為具有純凈晶型的單相氧化銅。實施例26g乙酸銅溶于100ml的去離子水中得到墨綠色澄清溶液，再加入3g的氫氧化鈉，攪拌溶解并冷卻至室溫，然后在5分鐘內勻速攪拌滴入50ml的質量濃度25％的氨水，再室溫下繼續(xù)攪拌20分鐘得到黑色溶液。將上述反應溶液轉移到聚四氟乙烯內襯的水熱釜中。將陶瓷管垂直放置在釜的底部，然后密閉，在160℃下水熱反應30小時，空氣冷卻到室溫。水熱反應后將陶瓷管用去離子水和乙醇分別洗滌3次，90℃烘干1小時，得到附于陶瓷管上的黑色氧化銅納米材料前驅體。然后將附有黑色的氧化銅的陶瓷管在500℃下焙燒3小時，即得生長于陶瓷管上的氧化銅花狀納米結構材料。掃描電子顯微鏡下觀察氧化銅具有整齊的花狀結構，平均直徑為8.0微米，組成納米花的片狀結構，片狀結構是由平均顆粒大小為50納米組成的單層結構，顆粒之間相互沾連，形成片狀網絡結構。XRD測量結果表明其為具有純凈晶型的單相氧化銅。