新型半导体光催化剂-Cu2O制备和性能研究
基于Cu2O的光催化研究
基于Cu2O的光催化研究一、本文概述随着全球环境问题的日益严峻，光催化技术作为一种高效、环保的能源转换和污染治理手段，受到了广泛关注。
近年来，基于氧化亚铜（Cu2O）的光催化研究取得了显著进展，其在太阳能转换、环境污染治理、有机合成等领域的应用前景广阔。
本文旨在全面概述基于Cu2O的光催化研究的最新进展，分析Cu2O光催化剂的制备方法、性能优化及其在相关领域的应用，以期为相关领域的科研工作者和工程技术人员提供参考和借鉴。
文章首先介绍Cu2O的基本性质，包括其晶体结构、能带结构、光学性质等，为后续的光催化研究奠定基础。
接着，综述近年来Cu2O 光催化剂的制备方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并分析各种方法的优缺点。
随后，文章重点讨论Cu2O光催化剂的性能优化策略，如形貌调控、元素掺杂、异质结构建等，旨在提高Cu2O的光催化活性和稳定性。
在应用领域方面，文章将详细介绍Cu2O光催化剂在太阳能转换、环境污染治理、有机合成等领域的应用案例，并探讨其在实际应用中的挑战与前景。
文章对基于Cu2O的光催化研究进行总结，并展望未来的研究方向和发展趋势，以期推动Cu2O光催化技术的进一步发展和应用。
二、Cu2O的基本性质氧化亚铜（Cu2O）是一种重要的半导体材料，因其独特的物理和化学性质在光催化领域受到了广泛关注。
Cu2O的晶体结构为立方晶系，每个铜原子周围都有四个氧原子，形成四面体配位。
这种结构赋予了Cu2O良好的稳定性和光学活性。
在光学性质方面，Cu2O具有较宽的禁带宽度，通常在0-2 eV之间，这使得它能够吸收可见光区域的光子，产生光生电子和空穴。
Cu2O 的激子结合能较大，有利于光生载流子的稳定存在和传输，为光催化反应提供了有利条件。
在化学性质上，Cu2O表现出较高的氧化还原活性，能够在光照条件下与多种有机和无机物发生氧化还原反应。
Cu2O还具有较好的催化活性，能够在较低的温度和压力下催化多种化学反应的进行。
氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状
氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状氧化亚铜（Cu2O）是一种晶体结构独特的半导体材料，具有优良的光催化性能。
近年来，研究人员通过多种手段制备Cu2O光催化剂，以应用于环境污染去除、水氧化、光电催化和光热转换等领域。
本文将对目前主要的Cu2O光催化剂制备方法进行概述。
1. 化学沉淀法化学沉淀法是一种简单、易操作的Cu2O制备方法，一般使用CuSO4和NaOH作为原料，在适当的环境下使两种化学物质反应生成Cu2O。
该方法可以裸黄色或者红棕色 Cu2O纳米粒子，纳米颗粒尺寸通常为10-100 nm。
此外，该方法还可以根据需要调节溶液的酸碱度、添加剂和反应条件等因素来控制Cu2O纳米晶体的尺寸、形貌和光催化性能。
2. 热解法热解法是一种常见的Cu2O制备方法，常用的有固态热解法和溶胶-凝胶热解法。
固态热解法是将碳酸铜在空气中热解，经过高温热解反应后得到Cu2O。
而溶胶-凝胶法则先将Cu（OH）2沉淀物制成溶胶，随后加热，热解成Cu2O。
这种方法制备的Cu2O往往具有较高的结晶度和较窄的颗粒分布。
水热法是一种常见的Cu2O合成方法，其主要通过将Cu2+和NaOH同时加入到水中，并在一定的反应温度和时间下加热反应合成Cu2O。
该方法具有设备简单、操作方便、制备时间短和成本低等优点，常常被用于制备纳米Cu2O。
4. 氧化还原法氧化还原法是一种微波合成Cu2O薄膜的方法，其主要通过还原Cu2O前驱体并形成Cu2O晶体，经过多次氧化还原反应，可以得到相对纯净且均匀的Cu2O薄膜。
该方法具有快速高效、能够制备大量样品和薄膜、且具有很好的光学和光催化性能等优点。
5. 其他制备方法除了以上四种制备方法，还有其他制备方法，例如化学气相沉积法、磁控溅射法、电沉积法等，在特定应用场景下或需要特殊的光电催化性能时采用。
这些方法制备的Cu2O光催化剂具有不同的物理化学性质和催化性能，可在实际应用中充分发挥其优点。
总之，随着对光催化技术研究的不断深入，对于氧化亚铜的光催化剂制备手段研究也越来越多。
Cu2O微米材料的合成及光催化性能研究
关键 词 ： 氧化亚铜 ； 微米 结构 ； Ｐ Ｅ Ｇ； 结构导 向剂 ； 可见光光催 化
中图分类号 ： ０ ６ １ １ ． ４ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ３ ８ ７ ３ 一 （ ２ ０ １ ６ ） ０ ４ － ０ ０ ４ ５ ０ － ６
０． 对 材料 的形貌 进 行 设计 、 调控 使 其 达 到理 想 的性 能是
研究者们不懈地追求 ． 尤其是一些结构一 性能关联大且具有优秀化学可加工性 的金属氧化物 的可控
合成 ， 引起 了科学 研究 和技 术应 用两个 领 域 的关 注 ． 近 年来 ， 大量 的化 学合 成方 法被 开发用 以对材料
ＮＯ Ｖ ．， ２ ０１ ６
第３ ７卷 第 ４期
Ｖｏ １ ． ３ ７， Ｎｏ ． ４
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ６ ８ ６ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ４ － ３ ８ ７ ３ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ４ ． ０ ０ ８
Ｃ ｕ ２ ０微 米 材 料 的合 成 及 光 催 化 性 能研 究
化亚铜 （ Ｃ ｕ Ｏ） ． 通过调节 Ｐ Ｅ Ｇ － ２ ０ ０ ０的量 ， 产 物形 貌可 分别 展 现 为 由不规 则 纳米 棒组 成 的鸟 巢状 Ｃ ｕ ： Ｏ和 Ｃ ｕ ， Ｏ微米球 ． 产物相组成 、 形貌及光学吸 收性能 由 ｘ射线衍 射 （ ＸＲ Ｄ） 、 扫描 电子显微 镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 、 透射 电子显 微镜 （ Ｔ Ｅ Ｍ） 和紫外 可 见 漫反 射 光谱 （ ｕ Ｖ — Ｖ ｉ ｓ ） 表 征． Ｘ Ｒ Ｄ谱 表 明， 所 有 制 备 的 微米 结 构 均 为 纯净 立 方 相
氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状
氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状
氧化亚铜（Cu2O）是一种重要的二维（2D）半导体材料，具有良好的光学和电子性质，被广泛应用于光催化、光电器件等领域。
研究氧化亚铜光催化剂的合成方法对于提高其催化性能具有重要意义。
目前，关于氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状主要有以下几个方面：
1. 溶剂热法：溶剂热法是一种常用的制备氧化亚铜光催化剂的方法。
该方法通过在有机溶剂中加入铜盐和还原剂，经过适当的反应条件，如温度和反应时间控制，可得到具有不同形貌和尺寸的氧化亚铜纳米颗粒。
溶剂热法制备的氧化亚铜光催化剂具有较高的结晶度和比表面积，从而具备较好的光催化性能。
2. 溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是一种基于溶胶体系的制备方法。
通过将铜源和沉淀剂混合溶解在溶剂中，并通过适当的加热和干燥过程制备氧化亚铜胶体，最后经过高温煅烧得到氧化亚铜光催化剂。
溶胶-凝胶法能够控制溶胶的成分和形貌，得到具有优异光催化性能的氧化亚铜纳米颗粒。
目前关于氧化亚铜光催化剂制备手段的研究主要集中在溶剂热法、溶胶-凝胶法、水热法和水热-沉淀法等方法上。
通过这些方法制备的氧化亚铜光催化剂具有不同形貌和尺寸的特点，并且具备较好的光催化性能，为其在光催化、光电器件等领域的应用提供了良好的基础。
目前还存在一些挑战，如工艺复杂、制备效率低等问题，需要进一步的研究来解决。
电解法制备纳米cu2o及其光催化性能的研究
电解法制备纳米cu2o及其光催化性能的研究
1引言
纳米Cu2O是一种由于其良好的光催化性能和生物相容性而受
到关注的重要二元金属氧化物。
Cu2O在太阳能电池和太阳能电解水中
有重要应用价值。
近年来，电解法已成为合成纳米Cu2O的主要方法。
2 研究进展
电解法制备纳米Cu2O的主要原理是利用电位控制的原理，将
cu2的不同离子形式电极还原或氧化，然后将其结合起来形成Cu2O纳
米颗粒。
一般来说，cu2电解液由醇或水溶剂添加cu2+离子，然后以
金属电极加电，所得溶液中cu2+离子被电极还原，经过沉淀研磨、洗
涤等加工，得到Cu2O纳米颗粒。
3 研究发现
通过电解的方法，可以生成具有良好粒径分布和表面结构的
Cu2O纳米颗粒，其粒径一般为5 nm-100 nm，在精细加工过程中，把
不同尺寸的粒子迅速的筛选出来，进而实现对粒径和结构的精确控制，实现不同目的的分离。
同时，研究发现，通过电解法合成的Cu2O纳米
颗粒有着极好的光催化性能，比如可以快速降解胺类污染物、芳烃类、苯等有机污染物，且催化反应时间短，活性持久，在功率密度和太阳
能利用效率方面较高，是一种可以广泛应用在环境污染修复中的理想
材料。
4 结论
电解法制备纳米Cu2O的方法简单，可以实现精确控制粒径和结构，而且有着极佳的光催化性能，综上所述，电解法制备的Cu2O纳米颗粒有着宽泛的应用前景，如在环境污染修复领域。
Cu2O／碳纳米管的制备与光催化性能研究
Ｏ 引 言
Ｃ２ ｕ０的能级差为 ２０ｅ ， ． Ｖ 可在太 阳光的辐射下产生光生载流子 ， 因此可作为：催化剂用于光催化降
解 有机 物 。且 Ｃ ２ 有低毒 、 ｕ０具 廉价 、 度大 、 易制 备 、 丰 容 吸收 可见光 以及 能带 隙可调 等优越 性 ， 近年来 引起 了越来 越多 研究 者的兴 趣Ｈ２。但 Ｃ２ Ｉ］ ｕ０用 于 光催 化 时存 在 着 光 电子 和 空穴 复 合几 率 高 的缺 陷 。研 究 发
２ 结果 与 讨论
２ １ Ｃ ２／Ｎ ｓ ． ｕＯ Ｃ Ｔ 光催 化活 性研 究
图 ２是添 加 了 ３ 的不 同催化 剂对 ５ ｍ ／ ｘ一３ ％ ０ ｇＬ的 Ｂ溶液 光催 化降解 效率 的 曲线 图。从 图 ２中可 以
看出， 复合催化剂和纯 ｃ２ ｕＯ对 ｘ一 Ｂ的降解率都是随着光照时间的延长而增加 ， ３ 经过一定 时间后 曲线趋 于平缓。但是 Ｃ Ｔ 负载后降解效果 明显提 高。光照 ８ｒｎ Ｎｓ ０ ｉ 后添加有复合光催化剂 的溶液 降解率达 到 ａ ８％， ０ 而相同条件下纯 Ｃ２ ｕ０降解率只有 ６ ％。 ５
２ ）活性艳红 ｘ一３ Ｂ标 准曲线的绘制 。分别配 制 １ ２ ０
浓度 为 ００ 、０ ０ 、０ ０ 、０ ０ 、０ ０ 、０ ０ 、０ ０ 、 １ ．０ １ ．０２ ．０ ３ ．０ ４ ．０ ５ ．０ ６ ．０ ０ ０ ７ ． 、０ ０ 、０ ０ 、０ ．０ ／ ０ ０ ８ ． ９ ．０ １０ ０ｍｇ ０ ０ Ｌ的 ｘ一３ Ｂ标 准 溶 液 ， ＾ ｎ
２１ ０２年 ８月
Ｃ ２ ／ 纳 米 管 的制 备 与 光 催 化 性 能 研 究 ｕ 碳 Ｏ
付 文 。 丽 ，王 ＿
（ ． 东石油化工 学院 化工与环境 工程 学院 ， 东 茂名 ５５０ ；． １广 广 ２００２ 华南理 工大学 材料 学院， 东 广州 ５ ０４ ） 广 １６０
氧化亚铜的制备与性能
氧化亚铜的制备与性能纳米Cu2O作为光催化剂的制备与性能摘要：光催化技术是一项新型的技术，与其他传统的技术相比具有降解完全、高效、价廉、稳定等优点，因而具有良好的应用前景。
氧化亚铜是一种重要的无机化工原料，因其独特的性质而在诸多领域有着广泛的应用，研究纳米氧化亚铜的制备及光催化性能有着深远意义。
关键词:：纳米氧化亚铜，光催化，㈠纳米氧化亚铜的制备方法氧化亚铜具有能够便于对反应温度的操作和控制。
优点是不使用溶剂、并且还具有高选择性、高产率、节省能源、合成工艺简单, 制备方法有烧结法刚、电化学法、水热法和多元醇法等。
1烧结法刚烧结法又称为干法，该方法是将固体铜粉与氧化铜粉末预先混合，再送入锻烧炉内加热到1073一1173K密闭反应得到CuZO，其反应式为:CuO+Cu分CuZO 由于这种方法用铜粉作还原剂，与固体氧化铜进行固相反应制得，固相反应存在反应不均匀、不彻底等固有缺点，因而制得的CuZO粉末中往往含有铜和氧化铜杂质，难于去除。
该法制备得到的氧化亚铜粉末不仅纯度较低，而且粉末粒度取决于原料Cu粉和CuO粉的粗细，高温反应后得到的氧化亚铜容易板结、难于分散、劳动强度大、能耗高。
2电化学法电化学法也称电解法，该法具有流程短、成本低、操作简单、产量高、工作环境良好和产品质量高的优点，因而具有很好的工业化前景和比较成熟的生产工艺。
Yan沙6]等用电化学法制备纳米氧化亚铜时，两极分别采用含铜99.9%的铜板和铜片，电解液采用NaCI、NaOH和KZCrO7组成的混合液，在YB17ll型电化学装置中进行，并且比较了在不同的电流密度下所制样品的光催化性能。
采用紫铜板作阳极，铜片作阴极，在含有NaOH的NaCI碱性水溶液中电解金属铜。
从电极反应机理来看，氧化亚铜粉末是通过阳极铜溶解，并发生水解沉淀反应而生成的。
同时研究了电解液组成及其浓度、温度以及电流密度等因素对氧化亚铜产品质量的影响，从而得到了电化学法制备氧化亚铜的优化工艺条件。
《氧化亚铜微纳米颗粒的制备及其光电化学性能研究》范文
《氧化亚铜微纳米颗粒的制备及其光电化学性能研究》篇一一、引言氧化亚铜（Cu2O）作为一种重要的p型半导体材料，因其独特的光电化学性能和良好的化学稳定性，在太阳能电池、光催化、传感器等领域具有广泛的应用前景。
近年来，微纳米尺度的氧化亚铜颗粒因其更大的比表面积和更好的光电性能，受到了研究者的广泛关注。
本文旨在研究氧化亚铜微纳米颗粒的制备方法及其光电化学性能，为进一步的应用提供理论依据和实验支持。
二、制备方法目前，制备氧化亚铜微纳米颗粒的方法有多种，包括化学沉淀法、溶胶-凝胶法、电化学法等。
本文采用化学沉淀法，以硫酸铜和氢氧化钠为原料，通过调节pH值、温度和反应时间等参数，制备出氧化亚铜微纳米颗粒。
具体步骤如下：首先，将一定浓度的硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合，调节pH值至预定值。
然后，在一定的温度下进行反应，反应过程中不断搅拌，以保证颗粒的均匀性。
最后，通过离心、洗涤、干燥等步骤得到氧化亚铜微纳米颗粒。
三、性能研究1. 形貌分析利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对制备的氧化亚铜微纳米颗粒进行形貌分析。
结果表明，颗粒呈球形或类球形，尺寸分布均匀，粒径在几十到几百纳米之间。
2. 光电化学性能测试通过紫外-可见光谱、莫特-肖特基曲线等手段测试氧化亚铜微纳米颗粒的光电化学性能。
结果表明，微纳米尺度的氧化亚铜具有优异的光吸收性能和光电转换效率。
在光照条件下，其光电流密度较高，响应速度快，显示出良好的光电化学性能。
3. 性能优化通过调整制备过程中的pH值、温度、反应时间等参数，可以进一步优化氧化亚铜微纳米颗粒的性能。
例如，在较低的pH 值和较高的温度下制备的颗粒具有更好的结晶度和更高的光吸收性能。
此外，通过与其他材料复合，如与石墨烯、碳纳米管等材料复合，可以进一步提高其光电化学性能。
四、应用前景氧化亚铜微纳米颗粒因其独特的光电化学性能和良好的化学稳定性，在太阳能电池、光催化、传感器等领域具有广泛的应用前景。
纳米级Cu2O的制备与其光催化性能
Ａｖ ｉ ｒｌ ２ ２ ０１
安 徽 工 业 大 学 学 报（ 自然科学版）
Ｊｏ ｎ ｕ ｎｖ ｒｉ ｆ ｅｌ ｌＬ Ｎａ ｒｌ ｃｅｃ ． ｆ ｈ ｉ ｉｅｓｙｏ ｃ Ａ Ｕ ｔ Ｔ ｍｏｏ ｗ（ ｔ ａ Ｓ ｉ ｅ ｕ ｎ
第 ２ 卷 ２ ９ 第 期
２ Ｓ Ｍ 分 析 ． Ｅ ２
－ １５０ ０
１０ ０ ０ ５０ ０ ０ １ ０
２ ０
３ ０
４ ０
５ ０
６ ０
７ ０
２ ｏ （ ）
图２ 为不同放大倍数 Ｃ ２ Ｓ Ｍ 照片 ， ｕ ０的 Ｅ 由图２ 可 知Ｃ２ ｕ ０的微观形态为分散较好 、 形貌均一 、 表面光滑 的纳 米立 方块 体 晶粒 边 长处 于 ７～ ４ ｌ之 间 。作者 ０ １０ｎｎ 认为 ： 由于反应体 系中ｃ ２ Ｏ ｕ 与 Ｈ 的加入量为 １２， ： 二 者生成淡蓝 色 Ｃ （ Ｈ 浊液 ， ｕＯ ） 悬 快速加入 的抗坏血酸 分子将 Ｃ （ Ｈ ： ｕＯ ） 还原 ， Ｃ （ Ｈ ： 在 ｕＯ ） 晶粒 表面大量 ｃ ： ｕＯ
１４ ３
安 徽 工 业 大 学 学 报（ 自然 科 学版 ）
２ １ 芷 ０２
Ｌ ５ 型台式低俗离心机 ； ５０ 真空干燥箱 。
１ 主要试 剂 ． ２
抗 坏血 酸 ， 五水硫 酸铜 ， 氢氧 化钠 ， 无水 乙醇 ， 丹 明 Ｂ， 罗 双氧 水 （ 量分 数 ３％）试剂 均 为分 析纯 。 质 ０ ，
２ １ 年 ４月 ０２
文章编号 ：６ １７７ （０ ２ ０ ．１３０ １ ７．８ ２ ２ １ ）２０ ３ —３
纳米级 Ｃ ２ ｕ０的制备 与其光催化性 能
孙 开莲 ， 秀 涛 。 兰正 。 葛 任 章守 权 （ 州学 院 化 学与 生命科 学 系， 滁 安徽 滁 州 ２ ９ １ ） ３０ ２
半导体光催化剂的制备及其催化性能研究
半导体光催化剂的制备及其催化性能研究随着现代工业的快速发展，环境污染问题日益严重，对环境友好的清洁生产技术备受瞩目。
其中，半导体光催化技术作为一种新型的清洁生产技术，具有光催化效率高、环保性强、操作简单等优点，近年来逐渐受到人们的关注和研究。
一、半导体光催化剂的制备方法半导体光催化剂的制备方法种类繁多，但可基本归纳为物理方法和化学方法两类。
1.物理方法物理制备方法包括溶液法、溅射法、超声波辅助法等。
其中，溶液法是自然和生物界中最常见的制备方法之一。
利用水热合成、微乳体系、胶体沉淀等方法，可以自行形成不同的晶体形貌和结构的光催化剂。
溅射法是一种高能量束制备技术。
通过在高真空或低压环境下对半导体材料进行溅射，将高能粒子打入固体表面，从而形成光催化剂。
2.化学方法化学制备方法包括水热法、静电自组装法、气相沉积法等。
其中，水热法是一种以水为反应介质，利用水的高温、高压等特性进行催化剂制备的方法。
静电自组装法是一种通过图层层叠加的方式制备光催化剂的方法。
气相沉积法是一种将薄膜沉积到基底上制备光催化剂的方法。
二、半导体光催化剂的性能及其影响因素半导体光催化剂的性能主要受到它的电子结构和晶体结构的影响。
其中，半导体的导带和价带的位置以及晶格缺陷对其光生电子、空穴对的产生和注意是影响其性能的主要因素。
1.电子结构半导体的导带是光生电子的主要取向。
其位置是否适当，可以直接影响光生电子的分布和寿命，从而影响光催化效率。
同时，价带与导带之间的带隙可以判断半导体的导电性，通常是越小越容易促进光催化反应的发生。
2.晶格缺陷晶格缺陷是影响半导体光催化效率的重要因素。
特别是表面层缺陷，容易从体相传递到表面，进一步影响光催化活性和稳定性。
三、半导体光催化剂在环境污染修复中的应用半导体光催化技术在环境污染修复中具有广泛的应用前景。
据研究发现，利用光催化剂可以有效地降解废水中的有机污染物和重金属离子。
其中，半导体光催化剂的催化活性和稳定性是影响其在环境污染修复中的应用的关键因素。
氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状
氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状氧化亚铜（Cu2O）是一种重要的光催化剂，具有优异的光催化性能和广泛的应用前景。
近年来，研究人员对氧化亚铜光催化剂的制备手段进行了广泛的研究，主要包括溶液法、固相法和气相法等。
本文将对不同制备手段的研究现状进行综述。
溶液法是制备氧化亚铜光催化剂常用的方法之一。
研究人员通常将铜盐溶于溶液中，并通过还原剂的作用使其生成氧化亚铜。
目前较为常用的还原剂有亚硝酸钠、氢气和乙醇等。
通过溶液法制备氧化亚铜光催化剂的优点是操作简单、制备成本低，而且可以控制氧化亚铜的形貌和粒径。
溶液法制备的氧化亚铜光催化剂往往存在晶体缺陷和表面氧缺陷等问题，影响其光催化性能。
固相法是另一种制备氧化亚铜光催化剂的方法。
通过固相反应，将适量的铜盐和还原剂放置在高温下反应，可以得到高纯度的氧化亚铜。
固相法制备的氧化亚铜光催化剂具有较好的晶体结构和比表面积，具有较高的光催化活性。
固相法制备氧化亚铜光催化剂的条件较为苛刻，需要高温下反应，并且操作相对复杂。
还有一些新型的制备方法被应用于氧化亚铜光催化剂的制备。
气相沉积法可以通过热解铜有机前体在气相条件下制备氧化亚铜光催化剂，制备过程简单、灵活性高，可以得到具有较高晶体质量和较高光催化性能的氧化亚铜。
其他方法如微乳液法、溶胶-凝胶法和水热法等，也被用于制备氧化亚铜光催化剂，并取得了一定的研究进展。
氧化亚铜光催化剂的制备手段多样化，各有优缺点。
溶液法和固相法制备氧化亚铜光催化剂简单易行，但存在晶体缺陷和表面氧缺陷等问题；气相法制备氧化亚铜光催化剂需要较高的温度和真空条件，制备成本较高；新型制备方法在控制形貌、晶体结构和光催化性能方面具有较大的优势。
未来的研究应该进一步发展新型的制备方法，以提高氧化亚铜光催化剂的制备效率和光催化性能，为光催化应用提供更多的选择。
Cu2O@Cu复合材料的制备及其光催化性能研究的开题报告
Cu2O@Cu复合材料的制备及其光催化性能研究的开题报告一、研究背景随着人类社会的快速发展，环境污染问题日益严重。
其中，水资源的污染和短缺成为了全球性的难题，而光催化技术作为一种新型的清洁技术，具有良好的应用前景。
因此，许多研究者开始探索新型的光催化材料。
二氧化钛（TiO2）是一种典型的光催化材料，但其存在一些缺点，如其光响应范围局限于紫外光区域，且光催化活性低。
因此，研究者们开始尝试制备其他光催化材料来替代TiO2。
铜氧化物是一类具有良好光催化性能的材料。
Cu2O由于其半导体性质和能带结构，具有良好的光催化性能，但其在水中的稳定性较差。
为了改善Cu2O的稳定性和光催化性能，研究者们尝试将其与Cu复合制备成新型的光催化材料。
因此，本研究拟制备Cu2O@Cu复合材料，并研究其光催化性能。
二、研究内容和方法1.材料制备制备Cu2O纳米颗粒，利用沉淀法和烧结法制备Cu2O块状材料。
制备Cu2O@Cu复合材料，采用气相还原法或还原性沉淀法，将Cu 沉积在Cu2O表面，形成Cu2O@Cu复合结构。
2.材料表征通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等技术对材料的形貌和结构进行表征。
利用光学吸收光谱（UV-vis）、荧光光谱等技术对材料的光学性质进行表征。
3.光催化性能测试制备好的Cu2O@Cu复合材料在紫外光照射下，以罗丹明B为模型污染物，对其进行光催化降解实验。
通过检测反应溶液中罗丹明B的吸光度变化，评价材料的光催化性能。
三、研究意义和预期结果本研究旨在制备Cu2O@Cu复合材料，并研究其光催化性能。
预计制备出的Cu2O@Cu复合材料具有良好的稳定性和光催化性能，具有广泛的应用前景。
同时，研究成果将有助于深入理解光催化材料的性质、结构和反应机制。
Cu2O及Cu2O-ZnO基半导体异质结的制备与性能研究的开题报告
Cu2O及Cu2O-ZnO基半导体异质结的制备与性能研究的开题报告1. 研究背景Cu2O是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景，例如光电化学电池、光伏材料、光催化剂等。
然而，Cu2O本身的电导率较低，且易受到氧化、水分解和电化学漂移等因素的影响，降低了其在实际应用中的效能和稳定性。
为了克服这些缺点，常常需要通过与其他半导体材料的异质结的构建来提高其性能。
其中，与ZnO的异质结体系备受关注，因为ZnO作为一种常见的半导体材料，在光电化学、电化学传感器和光电器件等方面有广泛的应用。
2. 研究内容本课题旨在制备Cu2O及其与ZnO构成的半导体异质结，并研究其结构、形貌、光电性能以及电化学性能，具体研究内容包括：（1）采用水热合成法制备Cu2O/ZnO异质结，利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征其晶体结构和形貌。
（2）通过紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和荧光光谱等表征方法，研究Cu2O/ZnO异质结的吸收光谱、发射光谱和光电转换效率。
（3）利用循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）等电化学测试方法，研究Cu2O/ZnO异质结的电催化活性和稳定性。
3. 研究意义本课题的研究可为Cu2O及其与ZnO构成的半导体异质结的合成及其应用提供理论和实验基础。
同时，研究结果还有助于深入了解半导体异质结的光电化学、电化学等性质，并为其在环境净化和新能源领域的应用提供参考。
4. 研究方法和步骤（1）制备Cu2O及Cu2O-ZnO异质结：采用水热法、溶剂热法、沉淀法等方法合成Cu2O和ZnO材料，并通过离子交换、抗蚀剂等方法调控其结构和形貌。
将两种材料混合后，通过热处理等方法制备Cu2O-ZnO 异质结。
（2）表征材料的晶体结构和形貌：采用XRD和SEM等表征方法对Cu2O及Cu2O-ZnO异质结的结构和形貌进行表征。
（3）研究光电性能：采用UV-Vis DRS和荧光光谱等表征方法研究Cu2O及Cu2O-ZnO异质结的吸收光谱、发射光谱和光电转换效率。
Cu2O复合镀层的制备及其光催化性能的研究的开题报告
空心玻璃微珠-Cu/Cu2O复合镀层的制备及其光催化
性能的研究的开题报告
一、选题背景
目前，环境污染已经成为全球性的问题，其中光催化技术因其高效、环保、低成本等优势成为去除废水中有机物和重金属离子的重要方法之一。
空心玻璃微珠(Cenospheres)因具有低密度、高机械强度等优点，被
广泛应用于吸附剂、催化剂的载体等领域。
而复合材料相比单一材料具
有更好的性能和应用前景。
因此，本研究选择了空心玻璃微珠作为载体，以铜/氧化亚铜(Cu/Cu2O)为复合材料制备光催化材料，探究其光催化降
解有机物的性能。
二、主要内容
1.制备空心玻璃微珠-Cu/Cu2O复合镀层。
2.对复合材料的形貌、结构及光学性质进行表征。
3.考察复合材料的光催化降解有机物的性能。
三、研究意义
1.为光催化技术的应用提供新的材料选择和方式。
2.探究空心玻璃微珠在光催化材料中的应用，拓宽其应用范围。
3.结合材料表征和光催化性能研究，深入了解空心玻璃微珠-
Cu/Cu2O复合材料的性能和机理，为相关领域提供参考。
四、预期结果
本研究将制备出空心玻璃微珠-Cu/Cu2O复合镀层，探究其光催化降解有机物的性能，并对光催化性能进行分析与解释，期望取得一定的研
究成果。
Cu2O的制备及光催化性能研究
Cu2O的制备及光催化性能研究张飞龙;闫全青;罗鹏飞;束敏;郭景丽;欧玉静【摘要】以葡萄糖为还原剂、采用液相法制备了Cu2O光催化剂,通过XRD、拉曼、XPS对其成分进行检测,TEM、SEM观察其粒径和形貌;并对Cu2O降解亚甲基蓝的工艺条件进行了研究,实验结果表明当ρ(亚甲基蓝)=5 mg/L、Cu2O的最佳添加量为30 mg、体系pH=11时亚甲基蓝的降解效果最好,在45 min内,降解率达到90％.最佳条件下循环降解实验表明,Cu2O具有良好的循环稳定性能.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2018(026)004【总页数】6页(P45-50)【关键词】Cu2O;光催化;降解【作者】张飞龙;闫全青;罗鹏飞;束敏;郭景丽;欧玉静【作者单位】兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TB34;TK124光催化降解用于处理水污染的研究始于1976年，Carey等人[1]用TiO2降解水中有机污染物实验的成功，引发了研究者对光催化剂在水处理应用上的研究热潮[2-3]。
同传统催化剂相比，光催化氧化技术具有低耗能、操作简单、可重复使用等优点。
光催化降解材料的研究众多，但大多数是利用紫外光。
紫外光占太阳光总辐射的5%，而可见光部分占太阳光总辐射的40%～50%，因此开发可见光相应催化剂具有实际意义。
Cu2O是一种P型半导体材料，直接带隙宽度为2.17 eV，其激发波长在可见光范围内，对可见光有着较高的利用率。
相比于二氧化钛及含有贵金属的催化剂，Cu2O有着更低的制备成本，因此受到研究者的关注[4-6]。
然而研究表明Cu2O的本征载流子复合几率较大，限制了Cu2O实际应用。
Cu_2O及Cu_2O-ZnO基半导体异质结的制备与性能研究
Cu_2O及Cu_2O-ZnO基半导体异质结的制备与性能研究ZnO是本征n型宽带隙半导体,直接带隙,禁带宽度 3.37eV,在可见光区域是透明的,且电子迁移率较高,在光电器件领域具有广阔的应用前景。
然而制备稳定可靠的p型ZnO材料是目前研究的难点。
Cu2O本征为p型,直接带隙半导体,禁带宽度约 2.1eV,在可见光区域有较高的吸收系数,理论光电转化效率为20%,是很具潜力的太阳能电池、光催化、光电化学应用材料。
Cu2O和ZnO两者都具有无毒、存储量丰富、成本低廉及制备方法多样等优点,因此Cu2O-ZnO异质p-n结在半导体光电器件方面具有广阔的应用前景。
目前Cu2O薄膜高的电阻率和低载流子浓度是制约其应用的主要原因。
本文采用电化学沉积法和磁控溅射法制备Cu20薄膜,并制备了Cu2O/ZnO和ZnO/Cu2O 两种不同沉积顺序的半导体异质结,研究了其能带结构的差别及原因,制备两种异质结原型器件并测量其I-V特性曲线。
具体工作如下：1、采用电化学沉积法制备了Cu2O薄膜和纳米材料以及ZnO 薄膜,研究了溶液pH值、温度等生长条件对Cu2O薄膜的形貌、晶体结构等性能的影响,初步研究了电化学沉积法制备的Cu2O薄膜的光学和光催化性能。
2、采用磁控溅射法制备了p型Cu2O薄膜,研究了不同衬底温度、氩氧比等参数下生长的Cu2O薄膜的性能；并对利用真空退火法得到纯相CH2O薄膜进行了系统研究；在前人工作基础之上进一步研究了不同生长参数对n型ZnO薄膜性能的影响。
3、在上述基础上制备了Cu2O/ZnO和ZnO/Cu2O两种不同沉积顺序的半导体异质结,采用XPS法对其价带带阶进行了测量,发现了上述两种异质结的能带结构之间存在不同,对其原因进行了探究；并制备了Cu2O/ZnO和ZnO/Cu2O两种异质结的原型器件,为Cu2O-ZnO基异质结器件的深入研究打下了基础。
新型半导体光催化剂——纳 米氧化亚铜的性质以及应用研 究
新型半导体光催化剂——纳米氧化亚铜的性质以及应用研究作者：黄祖斌摘要： 综述了纳米氧化亚铜作为半导体光催化材料的性质和在污染降解方面的应用。
全文分三部分，首先对半导体光催化材料的应用现状进行了阐述；然后简要对纳米氧化亚铜作为半导体光催化材料的结构和电磁性能进行分析，详细描述了半导体光催化的光催化机理；最后，指出了该材料目前研究的前沿状况同时也指出了其目前的研究困境和需要进一步改善的方面。
关键词：纳米氧化亚铜；光催化，电子—空穴对；光量子产率及光能利用率1. 引言近几十年来，随着现代化工工业的飞速发展，工业废气、废水、农业农药和生活垃圾等污染物的骤增，使人类赖以生存的环境—— 空气和水源受到日益严重的污染 。
这些污染物可归为3类：(1)有机污染物(R)；(2)元机污染物；(3)有害金属离子(M )和有害氮氧化合物(NO x)。
不容置疑，空气和水的净化、解毒已成为人们必须十分重视的环境保护研究课题 。
传统的污染处理措施．如空气分离(air-stripping)、碳吸附(carbon—absorption)等，只是对有机、元机污染物的一种转移、转化、稀释处理，没从根本上把它们分解成无毒物质，有时还造成二次污染；而采用氧化和臭氧处理的方法，因为可能会对环境带来其它副作用，具有风险性而被弃用在环境保护应用方面。
近20多年来．光催化技术作为一种行之有效的方法对环境污染物具有很好的处理效果，因而成为研究的热点问题。
其中半导体异相光催化因其能够完全催化降解污染空气和废水中的各种有机物和无机物而成为最引人注目的新技术，该技术能将许多有机污染物可以完全降解成为C02、H20、C1-、P043-等无机物，从而使体系的总有机物含量(TOC)大大降低；许多无机污染物如CN-、NO x、NH3、H2S等也同样能通过光催化反应而被降解。
半导体光催化是指半导体催化剂在可见光或紫外光作用下产生电子——空穴对，吸附在半导体表面的02、H20及污染物分子接受光生电子或空穴，从而发生一系列的氧化还原反应，使有毒的污染物得以降解为无毒或毒性较小的物质的一种光化学方法：此法可在常温下进行，可利用太阳光，具有催化剂来源广、价廉、无毒、稳定、可回收利用、无二次污染等优点。
沸石负载cu2o光催化剂的制备及其性能研究
沸石负载cu2o光催化剂的制备及其性能研究
沸石负载Cu2O光催化剂是一种新型的可再生技术，可以用于光催
化分解有机物或水中的有害物质。
它的制备原理是在沸石母体的表面
引入Cu2O，以形成不同比例的T-Fe2O3/Cu2O复合结构。
由于Cu2O具
有良好的光敏感性，可以把太阳能转化为化学能量，从而在相对较低
的温度下进行催化分解。
沸石负载Cu2O光催化剂的制备一般分为两步：沸石母体的制备和Cu2O的催化材料的涂敷。
首先，通过控制离子浓度，用NaOH和
NH4NO3等以水为介质分别配制出溶液，将其混合并加热，在不停搅拌
的条件下加热，形成沸石母体。
然后，将Pedot涂覆到沸石母体上，
形成沸石负载Cu2O光催化剂。
沸石负载Cu2O光催化剂的性能研究主要集中在其对有机物、水中
污染物及水的分解性能方面。
研究表明，负载Cu2O的沸石母体具有优
异的光催化活性。
它可以有效地催化氯代己烷、甲基绿和有机物水解，同时具有超过90%的分解率，而且可以催化分解水中的有机污染物。
同时，该催化剂具有极佳的循环稳定性，在多次使用后仍能保持良好的
光催化活性，表明其对环境污染物具有一定的清除效能。
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因素 。在制 备过 程中常加入具 有双 亲性质 的表 面活性 剂 ，
孙 开莲 ，葛秀涛
（ 州学 院化 学 与 生 命 科 学 系 ，安 徽 滁 州 ２ ９ １ ） 滁 ３０ ２
摘
要： 半导体光催化氧化技 术由于具有价廉 、 环境友好等优 点 ， 被认 为在 有机 污水处理领域具 有很好 的应 用
前 景。近 十年 来 ， Ｐ型半导体氧化亚铜 以其无毒 、 价廉 、 阳光 响应及 性能稳 定等优 点成 为一种 备受 关注 的新 太
时 解 决 ２ 纪 全 球 面 临 的 能 源 危 机 和 环 境 问 题 ， 而 受 １世 因
到 国内外高度 重视 ， 中研 制高 效 、 其 可见 光 响应光 催化 剂
是 关 键 。氧 化 亚 铜 是 一 种 重 要 的无 机 化 工 材 料 ， 业 生 产 工
模板合成法是一种 控制并 改进合成 微粒 大小 、 形貌 以
第 １ 卷 第 ２期 ２ ２１ ０ ０年 ４月
滁 州 学 院 学 报 ＪＵ Ｎ Ｌ Ｆ Ｈ Ｚ Ｏ ＮＶ ＲＩＹ Ｏ Ｒ Ａ ＵＨ ＵＵ ＩＥ Ｓ ＯＣ Ｔ
Ｖ０ ． ２ Ｎｏ ２ １１ ． Ａｐ 。２ １ ｒ ００
新 型 半 导 体 光催 化剂 一Ｃｕ０ 制 备 和 性 能 研 究 ２
加料方式和反应物浓 度 ， 比对 Ｃ ２ 粒 子 尺 寸 和 形 貌 的影 ｕＯ 响 ， 为在 反 应 过 程 中 ， 认 ＯＨ一浓 度 大 小 是 形 貌 控 制 的 关 键
Ｓ ｅ ｈ ｎ Ｌｎ 向硫 酸铜 和硼氢化钠 的反应 溶液 中 ｈ ｎＣ ｅｇ ｉｇ ｊ 加人 Ｃ Ａ 得到直径为 ３ —５ｎ 的纳米氧 化亚铜颗 粒。 Ｔ Ｂ， ０ ０ｍ
在降解污水 中有机 污染 物和 利用 太 阳能光 分解 水制 备氢
气 两方 面的应用研究 现状 。
１ 氧 化 亚 铜 粉 末 湿 法 制 备
子或无机颗粒包裹 的胶 团或胶 束 ， 作为合 成反应器 或者 限
制颗粒变大 ； 此外疏水链段 的空间位 阻效应 能有效 防止生 成的微／ 纳米 颗粒 之 间发 生 团聚 ， 到 分 散剂 作用 。近几 起
或模板剂 。该法是 目前制备 纳米级 氧化 亚铜最 常用 、 最简
单有 效的方法 ， 具有 反应 过程 容易控 制 、 条件温 和 、 原料设
备 简 单 、 物 形 貌 尺 寸 受 控 制 等 优 点 。 常 用 的 软 模 板 剂 有 产
小分子类 化合物如十六烷 基三 甲基溴化 铵ｌ 、 ４ 十二烷 基硫 酸钠 ［ 等和高分子类化 合物 如聚 乙烯吡 咯烷酮 （ ＶＰ Ｅ ５ Ｐ ） 、 聚乙烯醇［ 、 乙二 醇Ｅ 等 。其 中有机高分 子模板对不 同 ７ 聚 ］ ｒ ］ 形貌纳米微粒 的形成 和稳定具 有独特 的作用 ， 过高分 子 通 链上 亲水 性的供 电配位 基 团与 金属 离子 或无 机颗 粒发 生 配合作用 ， 同时 在疏 水链 段 的疏水 作 用下 ， 成将 金属 离 形
中 图分 类 号 ： Ｑｌ Ｔ ３
０ 引言
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：６ ３１ ９ （０ ０ ０ ０ ５０ １７ —７４ ２ １ ２０ ５ ４ Ｊ
化亚铜 。该法 操作及 设 备 简单 、 成本 低 ， 因而被 研究 者 广
为使用 。
１ ２ 软模 板 法 ．
太 阳能光催 化分解 水 制氢 和降 解有 机污 染物 能够 同
剂等 。 自 １９ 年 Ｉｅ ａ１ ９ ８ ｋｄ Ｅ 等人首次 报道 Ｐ型半导体 Ｃ ２ ｕＯ
能够在太 阳光下催化分解 水制备氢 气后 ， 其在光 学 、 电学 、 磁学等方面的特性的潜在应 用开始受 到人们 的关注 ， 多 许 专家认为 Ｃ ｚ ｕ Ｏ有望成为继二氧化钛之后太 阳能使用潜在 新材料 ， 是一种极具开发前 景的绿色 环保 光催 化剂 。 近十年来 ， 国内外对于 氧化亚铜 的制 备和光催 化性能 应用方 面的研究报道很 多 ， 文将 主要综述 几种液相 制备 本 氧化亚铜方法 以及几种 改性技术 ， 同时介绍其 光催化 性能
及 微 观 结 构 排 列 ， 善 纳 米 材 料 性 能 的 最 有 效 和普 遍 采 用 改
４ 氧化亚铜用做船舶 防污涂料 ， ３ 农业 生产 中被 称为无 公 害杀菌剂 ， 可 以作 为 电点火 半 导体材 料 、 机合成 催 化 还 有
手段 。与硬模板 法使 用带 有 图案 的刚 性物 质作 为模 板不 同， 软模板 法就是利用所加入 的软模板 剂分 子在分 散相 中 自组装成有序 聚集 体如胶 束 、 乳 液、 泡 等为 微反应 器 微 囊
年 ， 生物分子如 Ｄ 以 ＮＡ、 聚 糖 ＿ 等 为 模 板 合 成 纳 米 粒 子 壳 ７ ］ 也备受关注 。
１ １ 化 学 还 原 沉 积 法 ．
即常压下 向可溶性 Ｃ （ 盐溶 液 中加 人还原 能力 较 ｕ Ⅱ） 弱 的还 原剂 ， 控制 反应条件 最终生 成超 细 Ｃ ２ ｕＯ粉末 。南 京大学赵华 涛等ｌ 人 在 常压 、Ｏ 以葡萄 糖 为还 原剂 较 ２ ］ ７ ℃、 高反应物浓度下 ， 获得不 同形貌微 米 Ｃ ｚ 通过研 究原 料 ｕ Ｏ，
型 光催 化材 料 。本 文 综述 了 目前 湿 法 制备 氧 化 亚 铜 方 法 以及 改 性 技 术 ， 时介 绍 了氧 化 亚 铜 在 光 催 化 氧 化 处 同
理 水中有机 污染物和 分解水制备氢气两方面的应用研 究现状 ， 并对氧化亚铜今后的研 究方向提 出几点建议 。
关 键 词 ： 导 体 ； 化 亚铜 ； 催 化 ； 用 半 氧 光 应