一种氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法、应用及冷冻液技术

本发明专利技术涉及一种氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法、应用及冷冻液，方法包括以下步骤：S1：将铜盐、金属氯化物和十二烷基硫酸钠用超纯水溶解并搅拌均匀。S2：加入碱的水溶液进行反应。S3：加入抗坏血酸水溶液进行反应。S4：将步骤S3的反应产物分离并清洗，得到氧化亚铜立方体纳米框架。铜盐、金属氯化物、十二烷基硫酸钠、碱和抗坏血酸的质量比为43～90：14～160：0～80：18～40：27～45。本发明专利技术在室温条件下即可制备氧化亚铜立方体纳米框架，步骤简单易于操作，制备速度快，成本低，且本发明专利技术制备方法更绿色环保。本发明专利技术方法制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架分散应用到冷冻液中，可以有效地改善冷冻液的传热效率，进而提高冷冻效率。进而提高冷冻效率。进而提高冷冻效率。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法、应用及冷冻液


[0001]本专利技术涉及纳米框架制备
，尤其涉及一种氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法、应用及冷冻液。

技术介绍

[0002]新材料为科技的高速发展提供了有利保障，是产业升级和转型的重要支撑。氧化亚铜(Cu2O)是一种P型半导体材料，具有独特的催化、光催化、电催化、气体传感和生物等性能，在化学、化工、能源、光电信息、生物医药等领域具有很好的应用前景。其中，纳米化形成的氧化亚铜纳米材料具有用量少、比表面积大、性能好等优点，作为一种重要的新材料受到了广泛的关注。特别地，纳米框架(nanoframe)具有高度开放的结构，能够进一步提高材料使用率，防止堆叠等原因导致的团聚现象，并且其独特的空腔限域效应能够提高催化反应性能(Yang,T.
‑
H.；Ahn,J.；Shi,S.；Wang,P.；Gao,R.；Qin,D.Chem.Rev.2021,121,796.)。
[0003]目前，现有纳米框架的制备方法主要是通过先合成模板材料，再使用刻蚀剂或者电化学置换等策略将模板转化成纳米框架结构。例一：先合成氧化亚铜十四面体然后将反应溶液老化16天，利用空气中的氧气进行刻蚀得到氧化亚铜纳米框架(Sui,Y.；Fu,W.；Zeng,Y.；Yang,H.；Zhang,Y.；Chen,H.；Li,Y.；Li,M.；Zou,G.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,4282.)。例二：使用盐酸作为刻蚀剂将已经制备好的削棱氧化亚铜立方体刻蚀成为无棱边的氧化亚铜立方体框架(Tsai,Y.
‑
H.,；Chiu,C.
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Y.；Huang,M.H..J.Phys.Chem.C 2013,117,24611.)。例三：以Ag纳米立方体为模板利用Ag与Au离子溶液的电化学置换作用制备得到了Au纳米框架(Au,L.；Chen,Y.；Zhou,F.；Camargo,P.H.C.；Lim,B.；Li,Z.
‑
Y.；Ginger,D.S.；Xia,Y.Nano Res.2008,1,441.)。上述的这些方法操作步骤繁琐、耗时长、材料成本高，不利于纳米框架材料的批量合成。除此之外，氧化亚铜纳米材料(模板材料)制备的技术主要是通过沉淀法、水热法、溶剂热法等方法进行，常常需要强还原剂(水合肼、硼氢化钠等)、高温等条件，不利于环保、节能和降低成本进行大规模商业化制备。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法、应用及冷冻液，其能够简便、快速且低成本地制备得到氧化亚铜立方体纳米框架。
[0005]为达到上述目的，本专利技术公开了一种氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法，其包括以下步骤：
[0006]S1：将铜盐、金属氯化物和十二烷基硫酸钠用超纯水溶解并搅拌均匀。
[0007]S2：加入碱的水溶液进行反应。
[0008]S3：加入还原剂水溶液进行反应。
[0009]S4：将步骤S3的反应产物分离并清洗，得到氧化亚铜立方体纳米框架。
[0010]其中，所述铜盐、金属氯化物、十二烷基硫酸钠、碱和还原剂的质量比为43～90：14～160：0～80：18～40：27～45。
[0011]优选地，所述铜盐、金属氯化物、十二烷基硫酸钠、碱和还原剂的质量比为43：120：72：18：35。
[0012]优选地，所述铜盐为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜中的一种；所述金属氯化物为氯化钠、氯化钾中的一种。
[0013]优选地，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种；所述还原剂为抗坏血酸。
[0014]优选地，步骤S1在搅拌条件下进行，搅拌转速控制在500～800rpm，搅拌时间控制在10～60min。
[0015]优选地，步骤S2在搅拌条件下进行，搅拌转速控制在500～800rpm，搅拌时间控制在5～30min。
[0016]优选地，步骤S3在搅拌条件下进行，搅拌转速控制在500～800rpm，反应时间控制在5～20min。
[0017]优选地，步骤S4中，通过离心机将步骤S3的反应产物分离，离心机的转速控制在10000～15000rpm，分离出的产品分别用超纯水和无水乙醇先后清洗2～5次。
[0018]本专利技术还公开了一种氧化亚铜立方体纳米框架的应用，其将通过如上述任一项所述的氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架应用于纳米冷冻液中。
[0019]另外，本专利技术还公开了一种冷冻液，包含如上述任一项所述的氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架，其中氧化亚铜立方体纳米框架占比冷冻液总体积分数的1
×
10
‑5～2
×
10
‑4。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术在室温条件下即可制备氧化亚铜立方体纳米框架，步骤简单易于操作，制备速度快，可以选用常规且便宜还原剂参与反应，可以大幅降低制备成本，而且本专利技术制备方法更绿色环保。通过本专利技术方法制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架分散应用到冷冻液中，可以有效地改善冷冻液的传热效率，进而提高冷冻效率。
附图说明
[0022]图1为实施例1中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的透射电镜图。
[0023]图2为实施例1中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的扫描透射电镜图。
[0024]图3为实施例1中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的X射线粉末衍射图谱。
[0025]图4为实施例1中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的另一扫描透射电镜图。
[0026]图5为实施例1中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的X射线能量色散谱Cu元素面扫图。
[0027]图6为实施例1中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的X射线能量色散谱O元素面扫图。
[0028]图7为实施例2中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的透射电镜图。
[0029]图8为实施例2中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的另一透射电镜图。
[0030]图9为实施例3中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的透射电镜图。
[0031]图10为实施例4中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的透射电镜图。
[0032]图11为实施例5中制备得到的氧化亚铜立方体纳米框架的透射电镜图。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0034]如图1～5所示，本专利技术公开了一种氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法，在室温条件下即可进行，使用到的原料包括：铜盐、金属氯化物、十二烷基硫酸钠、碱、还原剂、超纯水和无水乙醇，其中，铜盐、金属氯化物、十二烷基硫酸钠、碱和还原剂的质量比为43～90：14～160：0～80：18～40：27～45，作为优选，铜盐、金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将铜盐、金属氯化物和十二烷基硫酸钠用超纯水溶解并搅拌均匀；S2：加入碱的水溶液进行反应；S3：加入还原剂水溶液进行反应；S4：将步骤S3的反应产物分离并清洗，得到氧化亚铜立方体纳米框架；其中，所述铜盐、金属氯化物、十二烷基硫酸钠、碱和还原剂的质量比为43～90：14～160：0～80：18～40：27～45。2.根据权利要求1所述的氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法，其特征在于：所述铜盐、金属氯化物、十二烷基硫酸钠、碱和还原剂的质量比为43：120：72：18：35。3.根据权利要求1所述的氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法，其特征在于：所述铜盐为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜中的一种；所述金属氯化物为氯化钠、氯化钾中的一种。4.根据权利要求1所述的氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法，其特征在于：所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种；所述还原剂为抗坏血酸。5.根据权利要求1所述的氧化亚铜立方体纳米框架的制备方法，其特征在于：步骤S1在搅拌条件下进行，搅拌转速控制在500～800rpm，搅拌时间控制在10～60min。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋祥，江禧烽，马剑兴，
申请(专利权)人：微冻眠厦门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：