u3B206為均勻顆粒，為50nm左右；經(jīng)TEM檢測，如圖6、7所示，樣品Cu3B206具有多晶結(jié)構(gòu)；經(jīng)可見光照，測得光電流如圖8，在空氣氣氛下能產(chǎn)生5X 10 8A的光電流。
[0036]實(shí)施例2
[0037]稱取0.605g 的硝酸銅(Cu(N03)2.3Η20，2.5mmol)溶于 5mL 蒸飽水中，配制 0.5mol/L硝酸銅溶液；將0.25g聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(F127，分子量12600，0.02mmol)溶于5mL無水乙醇中，配制成含F(xiàn)127的乙醇溶液，將含F(xiàn)127的乙醇溶液逐滴加入到硝酸銅溶液中，并攪拌lh得到混合液。將0.155g硼酸(2.5mmol)溶于5mL去離子水中，所得硼酸水溶液加到前述混合液中，磁力攪拌lh后得到懸濁液，將懸濁液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，90°C水熱72h，所得產(chǎn)物經(jīng)離心、6°C的去離子水洗滌(150mLX4)、無水乙醇洗滌(50mLX4)，將洗滌后的產(chǎn)物90°C干燥72h后，在空氣氣氛下，程序升溫至450°C下焙燒24h (升溫速率為5°C /min)，得到墨綠色粉體Cu3B2060.23g。
[0038]經(jīng)小角度XRD檢測，所得Cu3B206具有介孔結(jié)構(gòu)；經(jīng)寬角度XRD檢測，所得Cu也06為純物質(zhì)，對應(yīng)的PDF卡號:28-398 ;經(jīng)N2吸附-脫附等溫線測試及孔徑分布檢測，得比表面積56.87m2/g、平均孔徑15nm ;經(jīng)SEM檢測，樣品Cu3B206為均勻顆粒，粒徑為30nm左右?’經(jīng)TEM檢測，樣品Cu3B206具有多晶結(jié)構(gòu)；經(jīng)可見光照在空氣氣氛下能產(chǎn)生2X10 8A的光電流。
[0039]實(shí)施例3
[0040]稱取1.5g的醋酸銅(Cu (CH3C00) 2.H20，7.5mmol)溶于30mL蒸餾水中，配制
0.25mol/L醋酸銅溶液；將lg聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123，分子量5800，0.17mmol)溶于20mL無水乙醇中，配制成含P123的乙醇溶液，將含P123的乙醇溶液逐滴加入到醋酸銅溶液中，并攪拌3h得到混合液。將1.726g硼酸正丁酯(7.5mmol)溶于10mL無水乙醇中，所得硼酸正丁酯乙醇溶液加到前述混合液中，磁力攪拌lh后得到懸濁液，將懸濁液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，170°C水熱2h，所得產(chǎn)物經(jīng)離心、8°C的去離子水洗滌(100mLX3)、無水乙醇洗滌(80mLX3)，將洗滌后的產(chǎn)物120°C干燥72h后，在空氣氣氛下，程序升溫至650°C下焙燒2h (升溫速率為1°C /min)，得到墨綠色粉體Cu3B2060.75g。
[0041 ] 經(jīng)小角度XRD檢測，所得&1也06具有介孔結(jié)構(gòu)；經(jīng)寬角度XRD檢測所示，所得&!過206為純物質(zhì)，對應(yīng)的PDF卡號:28-398 ;經(jīng)N2吸附-脫附等溫線測試及孔徑分布檢測，得比表面積56.17m2/g、平均孔徑21nm ;經(jīng)SEM檢測，樣品Cu3B206為均勻顆粒，粒徑為60nm左右；經(jīng)TEM檢測，樣品Cu3B206具有多晶結(jié)構(gòu)；經(jīng)可見光照在空氣氣氛下能產(chǎn)生1 X 10 7A的光電流。
[0042]實(shí)施例4
[0043]稱取0.625g 的硫酸銅(CuS04.5H20，2.5mmol)溶于 5mL 蒸飽水中，配制 0.5mol/L硫酸銅溶液；將0.5g聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(F127，分子量12600，0.04mmol)溶于10mL無水乙醇中，配制成含F(xiàn)127的乙醇溶液，將含F(xiàn)127的乙醇溶液逐滴加入到硫酸銅溶液中，并攪拌2h得到混合液。將0.575g硼酸正丁酯(2.5mmol)溶于5mL無水乙醇中，所得硼酸正丁酯乙醇溶液加到前述混合液中，磁力攪拌lh后得到懸濁液，將懸濁液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，200°C水熱2h，所得產(chǎn)物經(jīng)離心、10°C的去離子水洗滌(180mLX2)、無水乙醇洗滌(30mLX 3)，將洗滌后的產(chǎn)物120°C干燥72h后，在空氣氣氛下，程序升溫至650°C下焙燒4h (升溫速率為1°C /min)，得到墨綠色粉體Cu3B206單晶0.19g。
[0044]經(jīng)小角度XRD檢測，所得Cu3B206具有介孔結(jié)構(gòu)；經(jīng)寬角度XRD檢測，所得Cu#206為純物質(zhì)，對應(yīng)的PDF卡號:28-398 ;經(jīng)N2吸附-脫附等溫線測試及孔徑分布檢測，得比表面積43.22m2/g、平均孔徑23nm ?’經(jīng)SEM檢測，樣品Cu3B206為均勻顆粒，粒徑為lOOnm左右?’經(jīng)TEM檢測，樣品Cu3B206具有多晶結(jié)構(gòu)；經(jīng)可見光照在空氣氣氛下能產(chǎn)生6X10 \的光電流。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可見光響應(yīng)具有介孔結(jié)構(gòu)Cu 3B206的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟: (1)將水溶性銅鹽加水配制成銅離子濃度為0.01?5.0mol/L的銅鹽溶液； (2)將模板劑加無水乙醇配制成模板劑濃度為1?50g/L的模板劑溶液； (3)將步驟(2)所得模板劑溶液加入到步驟(1)所得銅鹽溶液中，室溫?cái)嚢?.5?7h，得到混合液； (4)將硼源加水或無水乙醇配制成硼源濃度為0.05?2.0mol/L的硼源溶液； (5)將步驟(4)所得硼源溶液加入到步驟(3)所得混合液中，攪拌均勻，于90?200°C水熱反應(yīng)2?72h，之后反應(yīng)液經(jīng)離心、洗滌、干燥，再于400?650°C焙燒2?24h，制得所述的可見光響應(yīng)具有介孔結(jié)構(gòu)Cu3B206; 其中，所述水溶性銅鹽以銅計(jì)與硼源以硼計(jì)、模板劑的投料物質(zhì)的量之比為1:1?3:0.005?0.05 ;所述的硼源為硼砂、硼酸或硼酸三丁酯；所述的模板劑為P123或F127。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的水溶性銅鹽為硝酸銅、醋酸銅或硫酸銅。3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述銅鹽溶液中的銅離子濃度為 0.05 ?0.5mol/L04.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述模板劑溶液中的模板劑濃度為5?35g/L。5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述攪拌的時間為2?4h。6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述硼源溶液中的硼源濃度為 0.5 ?1.5mol/L07.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述水熱反應(yīng)的溫度為100?150°C，時間為2?48ho8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，反應(yīng)液經(jīng)離心后，所述洗滌、干燥的方法為:用60?100°C的去離子水洗滌產(chǎn)物3?4次，離心，再用無水乙醇洗滌產(chǎn)物3?4次，離心，最后于90?120°C干燥6?72h。9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述焙燒的溫度為450?600°C，時間為10?12ho10.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述焙燒的方法為:在空氣氣氛下，以1?25°C /min的升溫速率程序升溫至400?650°C焙燒2?24h，制得可見光響應(yīng)具有介孔結(jié)構(gòu)Cu3B206。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可見光響應(yīng)具有介孔結(jié)構(gòu)Cu3B2O6的制備方法，所述制備方法為：將配制的模板劑溶液加入到銅鹽溶液中，室溫?cái)嚢?.5～7h，得到混合液；將硼源溶液加入到所得混合液中，攪拌均勻，于90～200℃水熱反應(yīng)2～72h，之后反應(yīng)液經(jīng)離心、洗滌、干燥，再于400～650℃焙燒2～24h，制得產(chǎn)品；本發(fā)明用水熱法代替固相法或溶膠-凝膠法制備得到了高比表面積、介孔結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的Cu3B2O6，制備方法簡單易行，能耗低，大大降低了生產(chǎn)成本，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；本發(fā)明制得的介孔Cu3B2O6在可見光照下能產(chǎn)生光電流，可應(yīng)用于傳感領(lǐng)域，在室溫下實(shí)現(xiàn)對NO2的氣體傳感。
【IPC分類】C01B35/12
【公開號】CN105399108
【申請?zhí)枴緾N201510962151
【發(fā)明人】陳愛民, 薄盈盈, 王后勇, 劉銳
【申請人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月21日