簡(jiǎn)單銅氧化物以CuO與Cu₂O為代表,在各個(gè)領(lǐng)域均有著豐富的應(yīng)用,有關(guān)這兩種簡(jiǎn)單氧化物的制備與相應(yīng)的性質(zhì)研究長(zhǎng)期以來(lái)都是無(wú)機(jī)固態(tài)化學(xué)的熱點(diǎn)。在本論文中,我們從簡(jiǎn)單銅氧化物的可控合成入手,在深入理解銅離子在堿性溶液中的行為的基礎(chǔ)上,借助三種晶面調(diào)控劑與表面活性劑,分別制備了厘米尺寸的CuO片狀晶體、納米尺寸的CuO片層以及具有雙壁核殼結(jié)構(gòu)的Cu₂O納米球,并進(jìn)一步將CuO、Cu₂O與另外兩種氧化物復(fù)合,形成了不同的兩相界面,提高了材料相應(yīng)的催化性能。1.本論文首先在低溫水熱束流法的基礎(chǔ)上,結(jié)合無(wú)機(jī)晶面調(diào)控劑,制備了尺寸在厘米級(jí)別的CuO片狀晶體,該晶體具有黑色的金屬光澤,表面光滑無(wú)裂痕,面積可達(dá)平方厘米,厚度均在20微米左右。厘米尺寸超大片層的形成機(jī)理是:三價(jià)鉻離子在超高堿度的條件下,形成了具有平面結(jié)構(gòu)的Cr³⁺的三聚體,同時(shí),作為反應(yīng)原料的Cu²⁺在堿性溶液中,也會(huì)形成具有平面結(jié)構(gòu)的Cu（OH）₄^2-中間體,兩種平面結(jié)構(gòu)的反應(yīng)中間體之... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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簡(jiǎn)單銅氧化物的外觀，（a）Cu2O粉末與（b）CuO粉末

1.2 Cu2O 與 CuO 的晶胞單元結(jié)構(gòu)，橙色與紅色實(shí)心球分別代表 Cu 原子O 原子。（a）為立方結(jié)構(gòu)的 Cu2O；（b）為單斜結(jié)構(gòu)的 CuO作為一種 p 型半導(dǎo)體材料，CuO 為間接帶隙，禁帶寬度較窄，在 1.4 eV-1V 之間，激活能轉(zhuǎn)變發(fā)生在 Ne′el 溫度附近[8]。單斜相的 CuO 屬于 Mott 絕，其電子態(tài)結(jié)構(gòu)無(wú)法用傳統(tǒng)的能帶理論來(lái)解釋[9,10]。同時(shí)，CuO 也是多種高溫超導(dǎo)體和巨磁阻材料的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[11,12]。隨著近年來(lái)銅基高溫超導(dǎo)體的

圖 1.3 錳氧化物水氧化過(guò)程中 Mn3+的歧化過(guò)程有關(guān)銅氧化物的歧化反應(yīng)，主要集中在兩大類，其中一類主要是利用亞銅離子在液相中的歧化過(guò)程制備特殊形貌的單質(zhì)銅，或其他特殊結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，另一類是基于銅基高溫超導(dǎo)體中二價(jià)銅的歧化，能夠在一定程度上解釋銅基超導(dǎo)與贗能隙的來(lái)源。（1）亞銅離子在液相中的歧化現(xiàn)象Cu 原子的 3d 和 4s 軌道能量相近，在化學(xué)反應(yīng)中，不僅 4s 電子能參與反應(yīng)，3d 軌道上的電子也可以失去一個(gè)到兩個(gè)，所以銅元素在固體化合物中呈現(xiàn)價(jià)態(tài)可變的性質(zhì)。亞銅離子 Cu+的電子構(gòu)型為 3d10，相比于電子構(gòu)型為 3d9的Cu2+來(lái)說(shuō)，在固體中 Cu+是更穩(wěn)定的。但是在溶液中，除了考慮離子的第一電離能之外，還需要考慮離子的水合熱。在水溶液中，Cu2+的電荷高，半徑小，水合熱為 2121 kJ/mol，而 Cu+的水合熱僅為 582 kJ/mol，所以在溶液中 Cu2+更穩(wěn)定。在溶液中 Cu+很容易歧化生成 Cu2+和 Cu。在室溫下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)達(dá)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Rauvolfia serpentina-Mediated Green Synthesis of CuO Nanoparticles and Its Multidisciplinary Studies[J]. K.Lingaraju,H.Raja Naika,K.Manjunath,G.Nagaraju,D.Suresh,H.Nagabhushana.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(09)



本文編號(hào)：3427177