参考文献 19

致谢 25

1 前言 

随着科技与人类的不断发展与需要，纳米材料在生物学、医学、化学、物理、航空航海等多个领域已经得到较好应用，且具有广阔的发展前景[1~3]。由于粒子形貌和尺寸能显著影响金属氧化物的化学性质及物理性质，在过去几十年里，如何有效控制金属氧化物尺寸和形貌的合成方法已吸引广泛关注和研究[4~8]。纳米氧化亚铜性质独特，作为一种重要的无机化工原料，其在诸多领域中均有广泛应用[9~17]。论文网

作为一种过渡金属氧化物，纳米氧化亚铜能在波长为400~800 nm可见光下被激发，可在太阳光辐射下引发光催化反应[10,11]。同时，纳米氧化亚铜在气体检测[12]、CO氧化[13]、水(H2O)分解制氢气(H2) [14,15]、光电转换[16]、有机合成[17]等方面都有不可估量的潜在应用价值。另外，在污水处理、工业催化剂、气体传感器、防污剂、太阳能电池、锂电池等中也得到广泛应用[18,19]。然而，不同结构氧化亚铜在不同领域作用大不相同，形貌和粒径对氧化亚铜性质影响较大，这些性质决定了其应用前景。因此，开展对纳米结构氧化亚铜材料粒径和形貌的可控合成研究具有重要意义。

1。1氧化亚铜性质

氧化亚铜为+1价铜低态氧化物[20]，其以赤铜矿形式存于自然界。实验中所制备的氧化亚铜多为砖红色、黄色或橙色等固体粉末，几乎不溶于水和乙醇，能溶于浓碱、三氯化铁等溶液中。此外，Cu2O溶于盐酸、氯化铵、氨水，微溶于硝酸，其在酸性溶液中常常发生歧化生成+2价铜和单质铜，湿空气中，Cu2O易被逐渐氧化为黑色氧化铜，而在干燥空气中其性质则相对稳定。

氧化亚铜晶体结构

氧化亚铜具有非常特殊的晶体结构，属于等轴晶系，其晶格结构即所谓的红铜矿型结构，带有共价性低配位，配位数为2。晶胞如图1所示，氧原子处于晶胞顶角和中心位置，铜原子则是在四个相互错开的八分之一晶胞立方体中心位置[9]，每一个铜离子和两个氧离子联接，作直线排列。氧化亚铜（Cu2O）直接禁带宽度约2。17 eV，是具有独特光学、电学、磁学等特性的典型p 型半导体材料。Cu2O吸收可见光，可激发具有活性的空穴-电子

1。2氧化亚铜形貌研究概况 

迄今为止，大量不同Cu2O纳、微米结构都已被合成出来，包括线状、管状、花状、枝状、微晶、晶须、纳米粒、纳米簇、纳米笼、纳米棒、空心球、立方形、多面体、多孔多壳、多足结构、双金字塔结构等[20~22]。在各种氧化亚铜晶体形态中，立方体和八面体结构的合成控制最为重要，这是由于，研究已发现氧化亚铜晶体的许多其他结构形式都由这两种基本几何形状派生形成[23]。

1。3纳米氧化亚铜合成方法

近年来，纳米氧化亚铜（Cu2O）制备方法的研究已取得很大进步，现今氧化亚铜的研究方法主要有液相合成法、固相法、气相法、电化学法、高能射线辐射法等[24~26]，其中液相合成法制备氧化亚铜具有操作设备简单、组分易控制、成本低、产品形貌易控制等优点，受到广泛青睐。

1。3。1液相合成法

（1）水热合成法

水热合成法是液相化学合成高纯度纳米微粒最常用方法之一[27]。水热合成法多数在碱性条件下进行，一般以Cu2+作铜源，加入还原剂，根据需要可加入合适的分散剂，过滤后洗涤，并真空烘干，得纳米氧化亚铜[28,29]。常用还原剂有抗坏血酸、葡萄糖、水合肼（N2H4•H2O）、硼氢化钠（NaBH4）和亚硫酸钠（Na2SO3）等[1]。本法反应物浓度及所加表面活性剂是产品形貌影响的重要因素[30,31]。