一种铜纳米片的制备方法技术

本发明专利技术提供一种铜纳米片的制备方法，涉及铜电沉积技术领域。该铜纳米片的制备方法，包括以下步骤：S1.先将铜片用打磨机打磨至表面平整光滑；S2.再将打磨后的铜片以除蜡剂、除油剂在45

【技术实现步骤摘要】
一种铜纳米片的制备方法


[0001]本专利技术涉及铜电沉积
，具体为一种铜纳米片的制备方法。

技术介绍

[0002]铜，是第二大有色金属，是人类文明历史上使用最多和最早的金属之一，具有金属光泽、组织致密等特性。铜及其合金拥有优良的导电性能，它的导电性能在所有金属中排第二，仅次于银；它的导热性能仅次于金和银。正因具有如此优秀的物化性质，故而被广泛地运用到日常生活和生产中。在电器电子和半导体、能源与电力、交通运输、机械和冶金工业、节能环保、高新材料等领域受到广泛关注。
[0003]金属铜的冶炼技术主要分为火法炼铜和湿法炼铜，它们各自有着自身的优点与不足，其中最为主要的问题是对环境造成压力。而低共熔溶剂作为新一代离子液体具有绿色环保、成本低等特点，若能在该体系下进行铜的冶炼，对“绿色冶金”将提供新思路。
[0004]纳米金属铜相较于传统块体金属材料具有高比表面积的特点，广泛运用于电催化领域、电催化分解水领域(析氢反应和析氧反应)、电催化氮气还原领域、电催化二氧化碳还原领域等。除此之外，由于纳米铜优越的导电性，使其作为电极材料广泛地应用于微电子领域，纳米多孔的结构也被广泛运用到半导体材料中制作超级电容，以此看来纳米金属铜具有宽阔的应用前景。
[0005]经检索，现有专利(公开号为：CN111547758A)，公开了一种氧化铜纳米片的制备方法，该方法能够获得厚度均匀的氧化铜纳米片，厚度在20nm左右。并且所用原料药剂安全易得，所有制备流程安全可靠，均在温和条件下进行反应制备，氧化铜纳米片的带隙可以通过温和的氧化热处理控制在1.5～1.86eV的范围内，可广泛用于光催化。但是该制备方法的过程较为复杂，并且采用多种化学反应进行生成氧化铜纳米片，容易造成较大的污染，并且化学试剂的使用也存在一定的危险性。
[0006]然而，目前关于在低共溶剂中制备铜纳米片的工艺尚未见报道，铜纳米片的可控制备对于金属铜在催化领域的应用有重要意义。
[0007]因此，本领域技术人员提供了一种铜纳米片的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0008](一)解决的技术问题
[0009]现有金属铜的冶炼方法会对环境造成污染，针对主要炼铜原料的硫化铜矿在冶炼过程中排放有害气体的问题，本专利技术提供一种在低共熔溶剂中制备铜纳米片的方法，该方法通过脉冲电沉积法进行制备，在阴极获得分布均匀、结构致密的铜纳米片层，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0010](二)技术方案
[0011]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0012]一种铜纳米片的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1.先将铜片用打磨机打磨至表面平整光滑；
[0014]S2.再将打磨后的铜片以除蜡剂、除油剂在45
‑
50℃条件下浸泡8
‑
10分钟，然后用超声清洗干净；
[0015]S3.再使经过前处理后的铜片作为阴极，石墨作为阳极；
[0016]S4.再将阴、阳极置于电解液中，电解液为氯化胆碱
‑
硫脲
‑
硫化亚铜的低共熔离子溶液，进行脉冲电沉积；
[0017]S5.进行脉冲电沉积2h，取出铜片用乙醇清洗，待自然晾干后在铜片表面制备得到纳米片层，且纳米片层结构致密、分布均匀。
[0018]进一步地，所述氯化胆碱
‑
硫脲
‑
硫化亚铜的低共熔离子溶液中的氯化胆碱与硫脲的摩尔比为1:1.5
‑
1:2.5，硫化亚铜的浓度范围为0.03
‑
0.06mo l/L。
[0019]进一步地，所述脉冲电沉积的沉积电压为1.0
‑
2.0V。
[0020]进一步地，所述脉冲电沉积的脉冲周期为3
‑
5s。
[0021]进一步地，所述脉冲电沉积的占空比为25
‑
80％。
[0022]进一步地，所述脉冲电沉积的电解液工作温度为70
‑
90℃。
[0023]进一步地，所述脉冲电沉积的沉积时间为2
‑
4h。
[0024]进一步地，所述脉冲电沉积的阳极采用石墨，阴极采用铜片或不锈钢片。
[0025]进一步地，所述制备得到的铜纳米片，其结构尺寸直径为：50
‑
800nm，厚为：10
‑
60nm。
[0026](三)有益效果
[0027]本专利技术提供了一种铜纳米片的制备方法。具备以下有益效果：
[0028]1、本专利技术提供了一种可控铜纳米片尺寸的制备方法，该方法采用双电极体系，以石墨为阳极，以铜片或不锈钢片为阴极，将浓度为c的硫化亚铜溶于摩尔比为1:1.5
‑
1:2.5的氯化胆碱：硫脲低共熔溶剂中作为电解液，进行脉冲电沉积来制备铜纳米片，且制得的纳米沉积层结构致密且均匀，其纳米片直径为：50
‑
800nm，厚为：10
‑
60nm。
[0029]2、本专利技术提供了一种绿色环保制备铜纳米片的方法，该方法采用低共熔溶剂作为电解液，能够有效避免废水、废气的产生，对环境保护起到了积极作用。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的在低共熔溶剂中制备铜纳米片的方法流程图；
[0031]图2为实施例1中制备铜纳米片的阴极铜片实物图；
[0032]图3为实施例1中制备铜纳米片阴极产物扫描电镜照片以及EDS谱图；
[0033]图4为实施例1中制备纳米片阴极产物的XRD谱图
[0034]图5为实施例2中制备铜纳米片的阴极不锈钢片实物图；；
[0035]图6为实施例2中制备铜纳米片阴极产物扫描电镜照片；
[0036]图7为实施例3中制备铜纳米片阴极产物扫描电镜照片；
[0037]图8为实施例4中制备铜纳米片阴极产物扫描电镜照片；
[0038]图9为实施例5中制备铜纳米片阴极由纳米片组成的花状微球结构扫描电镜照片图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]实施例1：
[0041]如图1
‑
5所示，本专利技术实施例提供一种铜纳米片的制备方法，包括以下步骤：
[0042]S1.先将铜片用打磨机打磨至表面平整光滑；
[0043]S2.再将打磨后的铜片以除蜡剂、除油剂在45
‑
50℃条件下浸泡8
‑
10分钟，然后用超声清洗干净；
[0044]S3.再使经过前处理后的铜片作为阴极，石墨作为阳极；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.先将铜片用打磨机打磨至表面平整光滑；S2.再将打磨后的铜片以除蜡剂、除油剂在45
‑
50℃条件下浸泡8
‑
10分钟，然后用超声清洗干净；S3.再使经过前处理后的铜片作为阴极，石墨作为阳极；S4.再将阴、阳极置于电解液中，电解液为氯化胆碱
‑
硫脲
‑
硫化亚铜的低共熔离子溶液，进行脉冲电沉积；S5.进行脉冲电沉积2h，取出铜片用乙醇清洗，待自然晾干后在铜片表面制备得到纳米片层，且纳米片层结构致密、分布均匀。2.根据权利要求1所述的一种铜纳米片的制备方法，其特征在于，所述氯化胆碱
‑
硫脲
‑
硫化亚铜的低共熔离子溶液中的氯化胆碱与硫脲的摩尔比为1:1.5
‑
1:2.5，硫化亚铜的浓度范围为0.03
‑
0.06mol/L。3.根据权利要求1所述的一种铜纳米片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世伟，李继华，许宇澄，陈唯佳，周金凤，华中胜，
申请(专利权)人：安徽工业大学芜湖技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：