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-Cu2O制备和性能研究
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
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一、氧化亚铜光催化剂的基本性质氧化亚铜(Cu2O)是一种普遍存在于自然界中的铜氧化物，其晶体结构为立方晶系。
在光照下，Cu2O能够吸收能量并转化为活性氧物种，如羟基自由基(OH)和超氧自由基(O2-)等，从而实现有机污染物的降解。
此外，由于其良好的光催化稳定性和良好的光吸收能力，在水分解、氧还原反应、CO2还原等领域也有广泛应用。
1. 溶剂热法溶剂热法是利用导热性好的有机溶剂和金属盐在高温高压条件下反应，产生沉淀后烘干得到光催化剂的一种方法。
与其它制备方式相比，溶剂热法制备的氧化亚铜纳米晶的粒径分布较为均匀，在光催化反应中表现出的催化效率也较高。
但此方法依赖于高压反应釜，操作复杂，且产物需要多次清洗处理，因此成本较高。
2. 化学还原法化学还原法是在强还原剂存在下，将Cu2+离子还原为Cu2O晶体的过程。
该方法所需材料简单，成本较低。
另外，化学还原法可以调控所得光催化剂的尺寸和形态，从而实现有针对性的催化性能。
但化学还原法的制备过程需要有沉淀的过程，且制备的纳米晶表面会覆盖一层还原剂，这会影响催化效率。
水热法是在反应体系中，通过改变反应物之间的相互作用来构筑所需结构的方法。
具体来说，利用水的介电常数及表面张力等物理特性，制备出具有特定形态的光催化剂。
这种方法具有操作简便、能够在低温下制备等优点，然而氧化亚铜的晶形及尺寸等因素均受到反应温度、酸碱度、溶液浓度、还原剂浓度等诸多因素的影响，因此制备过程需要进行多次优化。
4. 电化学沉积法电化学沉积法是以铜阳极作为原料，在阳极表面通过反应析出氧化铜晶体。
该方法可以调控电沉积电压和沉积时间，从而得到亚微米级别的氧化铜颗粒，同时避免了制备过程中产生的有机污染物带来的环境问题。
但电化学沉积法的要求电极制备过程精细，操作难度相对较大。
三、总结本文综述了氧化亚铜光催化剂的基本性质和四种制备手段，其中溶剂热法、化学还原法、水热法、电化学沉积法各具优点。
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。
氧化亚铜的制备及其复合物光降解性能的研究进展
2019年1月| 195线衍射仪扫描电子显微镜对氧化亚铜的形貌进行表征,确定了最佳工艺条件。
反应温度为70℃,反应进行4小时,作为最佳反应条件。
1.4 超声波化学法超声波化学在20世纪80年代出现,是探索新材料,新技术和新工艺以促进发展的必要性的原因之一。
超声波化学研究领域一出现,它就引起声学界和化学界的研究人员重视,并进行了深入的研究。
超声波化学是指声空化来提高产物收率和引发其他的新的化学反应,是使声能量和物质转化相互作用的一类技术方法[12]。
利用超声波效应制备纳米氧粉体是一种环境友好型的方法。
于伟等[13]在CuSO 4溶液中加入NaOH 溶液,以葡萄糖为还原剂制备Cu(OH)2-前体。
用超声波清洗器作为实验反应仪器,未加入分散剂时可得到1-1.5μm 粒径分布均匀的纳米氧化亚铜颗粒,当添加聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂时,可以获得具有良好分散性的纳米级氧化亚铜粉末。
2 Cu 2O复合物的光催化性能2.1 Ce-Cu 2O复合物王崇军等[14]将配置好的一定浓度的CuSO 4和Ce(NO)3溶液定量加入到反应器中,再加入氨水,随后加入NaOH 溶液,最后加入水合肼做为还原剂得到粒径大小为65.1nm 的Ce- Cu 2O 复合物,大于氧化亚铜的平均粒径57.7nm,得到掺入了铈离子有利于晶体粒度的变大的结论。
Ce-Cu 2O 配合物在自然光下可以很好地降解亚甲蓝,20mg/L 亚甲蓝的降解率可达70.6％。
同时,随着时间的增加,其降解率呈上升趋势。
2.2 Cu 2O-介孔碳复合物张振新等[15]以抗坏血酸为还原剂,将介孔碳和CuSO 4溶液与NaOH 溶液一起加入烧瓶中。
在60℃回流2小时,离心,干燥和研磨步骤,得到粉末,其为Cu 2O-中孔碳的复合物。
经过的XRD 和SEM 表征,Cu 2O 均匀的负载在碳上。
然后,取一定量的复合物作为催化剂,放入含有100mL 甲醛废水的模拟反应器中一段时间,当吸附量达到饱和时,使用紫外光作为光源,Cu 2O 与中孔碳的质量比为1:3时可以对甲醛溶液达到很好的降解效果。
纳米氧化亚铜光催化剂的作用
纳米氧化亚铜光催化剂的作用纳米氧化亚铜光催化剂具有多种作用，具体如下：1.促进多种化学反应的进行：由于其特殊的结构和催化活性，纳米氧化亚铜可用作催化剂，在有机合成中可以催化氧化、还原和脱氢等反应，从而高效地合成有机化合物。
2.环境保护：由于其良好的催化活性和选择性，纳米氧化亚铜可用于催化还原有害气体或水中有害物质的去除。
例如，它可以催化一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等空气污染物的转化为无害物质，减少环境污染。
3.光催化降解：作为光催化剂时，纳米氧化亚铜的优点在于它可以吸收太阳光中的可见光，激发出光生电子-空穴对，有效催化降解工业印染废水、含氮农药等。
在有机污染物光催化降解领域展现出很大的潜力，有望成为继二氧化钛之后的新一代的半导体光催化剂。
4.水处理：纳米氧化亚铜化学性质较稳定，在日光作用下具有很强的氧化能力，可使得水中有机污染物完全氧化生产二氧化碳和水。
因此，纳米氧化亚铜比较适合于各种染料废水的深度处理。
研究人员已经用纳米氧化亚铜光催化降解亚甲基蓝等，取得了较好的效果。
5.此外，纳米氧化亚铜还具有能耗低、反应条件温和、操作简便、无二次污染等突出优点。
近年来广泛应用于废水处理及净化技术，与其他传统的水处理技术相比具有完全高效价廉稳定和可利用太阳光的优势，具有良好广阔的前景。
总的来说，纳米氧化亚铜光催化剂在多个领域都有广泛的应用前景，纳米氧化亚铜是一种具有广泛应用前景的纳米材料，主要在以下领域展现出广泛的应用前景：1.电子领域：由于其优异的导电性和导热性，纳米氧化亚铜可以用作电池、太阳能电池和超级电容器等电子器件的电极材料。
此外，它也可以用作散热材料的理想选择，可以有效降低电子设备过热的问题。
2.催化领域：纳米氧化亚铜的特殊结构和催化活性使其在催化领域有广泛的应用。
例如，它可以用于有机合成中催化氧化、还原和脱氢等反应，高效地合成有机化合物。
3.医疗领域：纳米氧化亚铜被广泛应用于创可帖、医疗器械等产品中，以预防和治疗感染。
氧化亚铜 半导体
氧化亚铜半导体氧化亚铜是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用领域。
它的化学式为Cu2O，是由铜原子和氧原子组成的晶体结构。
氧化亚铜有着独特的电学、光学和磁学性质，使得它成为研究人员和技术工程师的热门研究对象。
首先，氧化亚铜在电子领域有着重要的应用。
它的能带结构使其成为一种缺陷半导体，导带和价带之间存在着禁带宽度，只有在具备一定能量的激发下，才能跃迁到导带中。
这使得氧化亚铜具有响应光的性质，被广泛应用于光电器件中，如太阳能电池、光电探测器和光防护材料。
其次，氧化亚铜在催化领域也有着重要作用。
由于其特殊的电学性质和表面活性，氧化亚铜被广泛应用于催化剂的制备中。
它可以在催化反应中提供活性位点，促进反应物质的吸附和转化。
例如，氧化亚铜催化剂可以用于有机合成中，如氧化、还原和羰基化反应等。
此外，氧化亚铜还可用于环境污染治理中的氧化降解反应，具有较高的催化活性。
另外，氧化亚铜在磁学领域的应用也备受关注。
虽然氧化亚铜本身是反磁性材料，但通过合金化或掺杂其他元素，可以改变其磁性质。
这使得氧化亚铜在磁存储器件和传感器中有着广泛的应用潜力。
而通过调控氧化亚铜的磁性能，还可以进一步提高磁存储器件的性能和稳定性。
在制备氧化亚铜材料时，需要注意一些关键因素。
首先，合适的合成方法对于获得高质量的氧化亚铜材料至关重要。
常用的制备方法包括溶液法、固相法和气相法等。
其次，材料的纯度和晶体结构对于性能的影响巨大，因此在合成过程中应注意控制反应温度、时间和溶剂等因素。
此外，后续的表面处理和功能化也可以进一步优化氧化亚铜材料的性能。
综上所述，氧化亚铜作为一种重要的半导体材料，在电子、催化和磁学等领域都具有广泛的应用潜力。
对于研究人员和技术工程师来说，深入了解和掌握氧化亚铜的性质和制备方法，将有助于开发更多高效、稳定和环保的新型材料和器件。
我们期待着未来氧化亚铜材料应用的不断突破和创新，为科技进步和社会发展作出更大贡献。
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。
氧化亚铜催化剂
氧化亚铜催化剂氧化亚铜催化剂是一种常用的催化剂，具有广泛的应用领域。
本文将从催化剂的定义、氧化亚铜催化剂的特性、制备方法以及应用领域等方面进行阐述。
一、催化剂的定义催化剂是一种能够提高反应速率和选择性的物质，它通过参与反应过程中的中间物种形成和解离，降低反应的活化能。
催化剂在反应结束后可以重新脱离反应物，因此在化学反应中起到“催化”的作用。
氧化亚铜催化剂具有以下特性：1.催化活性高：氧化亚铜催化剂具有较高的催化活性，能够有效降低反应的活化能，促进反应的进行。
2.选择性好：氧化亚铜催化剂在反应过程中能够选择性地催化目标物质的转化，提高产物的选择性。
3.稳定性强：氧化亚铜催化剂具有较好的热稳定性和化学稳定性，可循环使用，延长催化剂的寿命。
三、氧化亚铜催化剂的制备方法氧化亚铜催化剂的制备方法多种多样，常见的制备方法包括：1.溶液法：将铜盐与氧化剂在溶液中反应生成氧化亚铜催化剂。
2.沉淀法：通过向铜盐溶液中加入碱溶液，生成沉淀，经过过滤、洗涤、干燥等步骤得到氧化亚铜催化剂。
3.气相法：将铜基材料放置在高温环境中，通过氧化气体的作用，使其氧化生成氧化亚铜催化剂。
四、氧化亚铜催化剂的应用领域氧化亚铜催化剂在各个领域都有广泛的应用，下面列举几个典型的应用领域：1.有机合成：氧化亚铜催化剂在有机合成反应中常用于氧化、还原、羰基化等反应，能够高效催化反应，提高产率和选择性。
2.环境保护：氧化亚铜催化剂在废气处理、水处理等环境保护领域有重要应用，能够催化有害物质的降解和转化，减少污染物的排放。
3.能源转化：氧化亚铜催化剂在能源转化领域有重要应用，例如催化剂在燃料电池中的应用，能够提高燃料电池的效率和稳定性。
4.化学分析：氧化亚铜催化剂在化学分析领域常用于催化反应过程中的样品前处理，能够提高分析的灵敏度和准确性。
氧化亚铜催化剂是一种具有高催化活性、选择性好和稳定性强的催化剂。
它的制备方法多样，应用领域广泛。
随着科学技术的不断发展，相信氧化亚铜催化剂将在更多领域展现出其重要的作用。
氧化亚铜的制备及其光催化有机污染物方面的应用研究
氧化亚铜的制备及其光催化有机污染物方面的应用研究作者：王蓉来源：《西部论丛》2017年第09期摘要： Cu2O为P型半导体，具有较高的可见光催化活性，Cu2O在光催化剂降解污染物因为其高效、无毒以及方便操作等优点成为极具研究前景的绿色环保光催化剂，用以解决有机物污染等严重的环境污染问题。
关键词：氧化亚铜（Cu2O）光催化有机污染物随着石油工业的迅速发展，人类社会的经济进入到了前所未有的繁荣时代，随之带来的日益严重的环境污染问题也正在阻碍着人类社会的可持续发展，尤其是有机污染物带来的严重环境恶化急需要得到有效的解决与控制。
氧化亚铜，分子式为Cu2O，英文Cuprous Oxide，分子量为143.09，砖红色粉末晶体，晶体结构为体心立方，主要存在于赤铜矿中，为P型半导体，禁带宽度为2.0eV。
从1998年发现Cu2O可作为催化剂在阳光下将水催化分解为H2、O2以来，Cu2O一直作为光催化剂是研究领域中的热点，许多专家认为在光催化降解有机污染物方面有很好的应用前景。
此外，因为Cu2O具有无毒，铜元素在地球上含量丰富，氧化亚铜生产成本低等优点，所以引起了人们极大的研究兴趣。
1、Cu2O的制备方法目前制备氧化亚铜薄膜的方法非常多，主要有液相法与固相法，制备方法的不同，其制备出的晶体形貌与晶粒尺寸，表面形态与结构性都有着较大的区别。
1）液相法。
液相法是目前较为普遍的制备方法，包括有一些典型的液相还原法、水热法、溶液-凝胶法等。
a）液相还原法。
液相还原法指的是使用强还原剂直接从Cu2+溶液中将Cu元素还原出来，从而得到Cu2O的方法。
常用的还原剂有NaBH4还原CuCl2制备得到Cu2O纳米晶；N2H4还原CuSO4得到Cu2O纳米线；以CuCl2作为铜源，使用Na2SO3作为还原剂生成Cu2O粉体等。
液相法制备具有粒径小、纯度高、易操作设备简单等优点。
b）水热法。
是将Cu2+水溶液置放于高温高压下，通过反应生成Cu2O的方法，这种方法可制备超细粉体，是一种典型的湿化学方法。
纳米氧化亚铜的制备及光催化性能研究
纳米氧化亚铜的制备及光催化性能研究
马 腾 飞
（ 宁德 职 业技 术学 院 ， 建 福 安 福 ３５０ ） ５ ００
摘 要 ： 以模拟 可见 光 为光 源 ， 自制 纳 米 Ｃ ， 末 悬 浮体 系 中 ， 在 ｕＯ粉 ＿ 以亚 甲基蓝 溶 液 光催 化 降解 反 应 为模 型 ， 研 究影 响亚 甲基 蓝 光催 化 降解 的 各种 因素 ． 表 明 ： 于浓 度 为 １ ｇ 结果 对 ０ｍ ／ 亚 甲基 蓝 溶 液 ， 催化 剂 与亚 甲基蓝 溶 Ｌ的 当 液 的 固液 比为 ５／ ， 阳光辐 照 ２ｈ后 ， ｇ Ｌ时 太 降解 率 能 够 达到 ９ ． ％ ， 加 人 Ｈ０ 、 高溶 液 ｐ 值 等 方法 可 以显 著 ２６ 且 ４ ＇：提 Ｈ 提 高亚 甲基蓝 的脱 色 降解 速率 ．
收稿 日期 ：２ ０ — ０ １ ０ ９ １— ５ 作 者 简介 ：￣ （９ ４ ）男 ， １ ６－ ， 高级 讲 师 ， 建 福 安人 ， 福 现从 事 高 职高专 化 学 教学 及研 究
Ｅ— ｉ： ｍ６ ６ ０ ＠１ ３ｃ ｒ ｍａ ｌ ６ ９ ８ ．ｏ ６ ｎ
第 ４期
马 腾飞 ：纳 米氧 化亚 铜 的制备 及光 催 化性 能研 究
关 键 词 ：纳 米 ； 化亚 铜 ； 见光 分解 ； 甲基 蓝 氧 可 亚
中 图 分 类 号 ：Ｇ ６７３ ５ ． ２
文 献 标识 码 ： Ａ
文 章 编号 ：０４ ２ １（０ ９ ０ — ３ ８ ０ １０ — ９ １ ０ ） ４ ０ ５ — ５ ２
随着社会工业 生产的迅速发展 ， 大量 污染物不 断地进入 自然界 ， 给人类 生存环 境带来 了， 消除水 中的有 机污 染物是 人类 当前 的迫切任 务． 传统 的污水 处理方 法很多【ｑ 】， － ， 但大多 数工艺对 有机污染物 的矿化能 力较差 ， 而且容 易引起二 次污染［ 目前 还不 能有效 的处理 这些废水 ． ５ １ ， 现今 随着社会 的发展要求 ， 出现了许 多新 兴的水 处理方法［ｌ 中多相 光催化 氧化法 以其可 以彻 底降解有 ６， －其 ｏ 机污染 物 等突 出优点成 为当前 的研究 热点 ． 十年来 ， 近 国内外 的研究 都 聚焦 在半 导体光催化 剂 的研 制与开 发上 ， 中 ＴＯ 是 目前研究最 多 ， 其 ｉ 应用 范 围最广 的一种 光催化 剂 １但 ＴＯ 作为光 催化剂 用于 降解 有机 １ ， ｉ 污染 物也存在 一定的局限性． 纳米二 氧化钛 只能利用波长 小于 ３ ５ ｍ 以下 的紫外光 ， ８ｎ 悬浮在水 中起催化 作 用后 ， 因漂浮无 法沉降 ， 很难 回收再利用 ． 因素 限制 了光催 化技术 的工业 化应用 ． 这些 因此 ， 寻找一种低 能级 差的物质作 为光催化剂是解决 问题 的根本途 径． 大量实验 表明 ， 晶态 的 Ｃ 多 ｕＯ是稳定 性很好 的一种半 导体光催 化剂 ， 它的能 级差约为 ２ ｅ 完 全可 ． Ｖ， Ｏ 在太 阳光 的辐 射下引发光催 化反应． 本文采 用水合肼 还原法 制备 的纳 米氧化 亚铜作 为可见 光催化剂 ， 研究 催化剂 用量 、 光照 时间、 ： Ｈ Ｏ 用量及 ｐ Ｈ值等 因素对亚 甲基 蓝催化降解 的影响．
氧化亚铜的应用前景及制备工艺研究
Ａ ｔ ｙ ｏ ｐ ｉ ａｉ ｎ Ｐ ｏ ｐｅ ｔｏ ｐ ｏ ｉ ｅ ａ ｄ ｉ ｋ －ｕ ｃ ｎ ｑ ｅ Ｓ ｕｄ ｎ Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｒ ｓ ｃ ｆＣｕ ｒ ｕｓＯｘ ｄ ｎ ｔ Ｍａ ｅ ｐ Ｔｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｓ
Ｕ — ｈ ｏ Ｊ ｃａ ｕ
氧化亚铜 （ｕ０ ｃ ２）是一种新 型的半 导体光催化剂 ，多晶态 的 Ｃ２ ｕ０具有 良好的稳定性 ，可反复使用而不会被还原为 Ｃ （ ） ｕ Ｏ 或氧化成 Ｃ （Ｉ ，其在各领域 的用途逐渐被人们研究和开发 ， ｕ Ｉ）
Ｃ ｕ０的重 要 性逐 渐 得 到证 明 。
１ 氧化 亚铜的用途
ｍｅ ｔ ｎ ｓ．ｉ ｈ ｅ ａｄ ｆ ｉｄ ｓ ｉｌｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｅ ｅｇ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｒ ｎ ｐ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｏ ｓ ｏ ｅ ｔｒ ｌ． ｎ ｔ ｅ ｒ ｇ ｒ ｓ ｏ ｕ ｔ ａ ｒｄ ｃ ｉ ， ｎ ｒ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ，ｔ ｓ ｏ ｔ ｉ ｎ ｈ ｐ ｌ ｔ ｎ ｆｎ ｗ ｍａｅｉ ｓ ｎ ｒ ｏ ｙ ａ ａｏ ｃｉ ａ Ｔ ｅ ｓ ｅ ｉｌ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｏ ｔ ｎ ｎ ｔ ｎ ｆ ｕ ｒ ｕ ｘｄ ａ ｅ ｂ ｅ ｌ ｎ ｕ ｒ ｄ ａ ｙ ｂ ｃ ｕ ｅ ｉ ａ — ｈ ｐ ｃａ ｒ ｍａ ｃ ｎ ｐ ｏ ｈ ｍｐ ｒ ｔ ｕ ｃ ｉ ｓ ｏ ｐ ｏ ｓ ｏ ｉｅ ｈ ｖ ｅ ｎ ｆ ｕ ｄ ｏ ｔｇ ａ ｕ Ｈ ， ｅ ａ ｓ ｔ ｒ ｗ ｍａ ａ ｆ ｏ ｃ ０ ｓ ｔｒ １ ｏ ｒ ｅ ｉ ｅ ｔ ｎ ｉｅ ａ ｄ ｉ ｋｅ ｕ ｅ ｈ ｉｕ ｓａ ｅ ｓｍｐ ｅ Ｔ ｅ ｅｏ ｅ ｉ ｗ ｌ ｂ ｉ ｅｙ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｃ ｎ ｍｉ ａ ｄ Ｓ — ｅ ｉ ｕ ｃ ｘ ｅ ｓｖ ｎ ｔ ｍａ — ｐ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｒ ｉ ｌ． ｈ ｒｆ ｒ ， ｔ ｉ ｅ ｗ ｄ ｌ ｐ ｌ ｏ ｅ ｏ ｏ ｃ ｎ Ｏ ａｓ ｓ ｓ ｌ ｅ
纳米氧化亚铜的制备及光催化性能研究的开题报告
纳米氧化亚铜的制备及光催化性能研究的开题报告
题目：纳米氧化亚铜的制备及光催化性能研究
研究背景与意义：
随着工业化的发展和社会的需求，水、空气等环境中的污染问题越来越严重，特别是能源危机和气候变化问题的日益加剧，绿色环保型的新能源和环境治理技术已经
成为当今国内外研究的热点和重点方向。
其中，纳米光催化技术是一种高效、安全、
环保的新型光催化技术，具有广泛的应用前景。
纳米氧化亚铜是一种常见的半导体材料，在电子、催化等领域有广泛应用，其光催化性能随着晶体粒度的减小而逐渐增强，且可以制备成多孔材料，有助于光催化反应的发生和反应物的吸附，因此具有重要的
研究价值和应用前景。
研究内容和方法：
本研究旨在通过一系列化学合成方法制备出不同粒径、形貌和晶型的纳米氧化亚铜材料，并探究其形貌和结构对其光催化性能的影响。
主要研究内容包括：（1）氧化亚铜纳米粒子的制备及表征；（2）纳米氧化亚铜光催化剂的制备及表征；（3）纳米
氧化亚铜的光催化性能测试及机理研究。
主要研究方法包括：溶剂热法、水热法、氨
氧化合物法等化学合成方法制备材料；利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线
衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等手段对材料进行表征；通过罗丹明B、亚甲基蓝等模拟有机污染物的模型反应，评价其光催化性能，并探究其机理和影响因素。
预期成果：
本研究通过优化纳米氧化亚铜材料的制备方法，探究其不同形貌、粒径和晶型对其光催化性能的影响，对纳米氧化亚铜的光催化性能和机理进行深入研究，为纳米光
催化技术的发展和应用提供科学依据和理论支持，有望为解决环境污染问题提供新的
解决方案，具有重要的理论和实践意义。
纳米Cu2O的制备方法及性能研究进展
纳米OCu2的制备方法及性能研究进展严凤宝材料工程101 205100134摘要：纳米氧化亚铜是一种新型的p型半导体材料，具有独特的光、磁学特性，在诸多领域有着广泛的应用。
本文综述了纳米Cu2O的研究进展，重点介绍了纳米Cu2O 的制备方法、性能和应用，并简要阐明了纳米Cu2O的发展趋势。
关键字：纳米Cu2O；制备方法；应用；研究进展1前言纳米材料已在物理、化学、医药学、航空航天等诸多领域表现出良好的应用前[12]景，纳米氧化亚铜(Cu2O)粒径介于1～100nm，禁带宽度较窄(约为2.0eV)，制备成本很低，作为一种金属缺位p型半导体材]32[，料，纳米级氧化亚铜具有特殊的光学、氢等方面有十磁学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导体、制]4[分广泛的应用甚至有专家预言纳米氧化亚铜可以在环境中处理有机污染物，因此研究制备纳米氧化亚铜的方法就成为当前的研究热点之]5[一。
近年来，很多工作致力于控制合成Cu2O微米和纳米晶体结构。
其合成方法报道多样，且纳米微晶形貌因制备方法和条件不同而异。
目前主要的合成方法有辐射法、等。
固相法、电化学方法]6[本文对纳米氧化亚铜合成方法进行综述，同时对各方法的特点和应用情况进行分析阐述，以期对相关研究人员提供参考。
2纳米Cu2O的制备方法2.1辐射法辐射法是制造纳米Cu2O的一种重要的方法，主要包括γ射线辐射法、超声波辐射法、红外辐射法。
其反应机理各有不同。
2.1.1γ射线辐射法微乳液是制备尺寸可控纳米材料的一种重要微型反应器，在纳米粒子形成前先要在体系中形成微乳液。
用γ射线辐照含有2Cu+的微乳液能够将其还原成Cu2O纳米粒子。
通过γ辐射，微乳液中的油相辐解产生大量的电子，2Cu+首先被电子还原成+Cu再经过水解得到Cu2O]8,7[。
Cu，+2.1.2超声波辐射法超声波化学效应源于超声所产生的空化气泡和溶剂界面发生的声致发光现象。
一方面溶剂水在高强度超声作用下裂解成氢和氧氢根自由基，另一方面超声空化作用在溶液中产生强烈的冲击波和高速的微射流，可将不溶于水的大颗粒粉碎为小颗粒，同时粒子的表面形貌、组成以及反应活性均发生显著变化。
《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。
氧化亚铜 半导体
氧化亚铜半导体氧化亚铜是一种半导体材料，拥有广泛的应用领域和潜在的发展前景。
本文将从氧化亚铜的基本性质、制备方法、应用以及研究方向等方面进行全面介绍，为读者提供一份生动且具有指导意义的文章。
首先，我们来介绍一下氧化亚铜的基本性质。
氧化亚铜是一种黑色固体，具有良好的导电性和高的热稳定性。
其导电性相对较高，在室温下的导电率约为10^-2 S/cm。
此外，与其他半导体材料相比，氧化亚铜具有较宽的能隙，约为1.2 eV，使其在可见光谱范围内具有一定的透光性。
制备氧化亚铜的方法有多种多样，其中包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法主要包括热蒸发、磁控溅射和激光蒸发等，这些方法能够制备出高纯度的氧化亚铜薄膜。
化学方法一般采用溶液法，通过调整溶液的组成和温度控制氧化亚铜的形貌和尺寸。
这些制备方法为氧化亚铜在电子器件和能源存储器件等领域的应用提供了可靠的材料基础。
氧化亚铜具有广泛的应用领域。
首先，在电子器件领域，氧化亚铜可以作为电子场发射器的发射材料，具有较低的功函数和良好的稳定性，在平板显示器、荧光屏、X射线源等领域有重要应用。
其次，在能源存储器件方面，氧化亚铜作为电容材料和电极材料，在锂离子电池、超级电容器和储能器件等领域有广泛的应用。
除了上述应用领域，氧化亚铜的研究方向还有很多。
其中，有人关注氧化亚铜在光伏领域的应用，研究其光电转换性能和光敏特性，以提高太阳能电池的效率。
同时，有学者致力于改善氧化亚铜的导电性和稳定性，通过掺杂或制备复合材料等方法，提高其在电子器件中的应用性能。
此外，还有人研究氧化亚铜在催化剂、传感器和光催化材料等方面的潜在应用。
综上所述，氧化亚铜作为一种半导体材料，具有优异的导电性和热稳定性，广泛应用于电子器件和能源存储器件等领域。
其制备方法多样，包括物理方法和化学方法。
除已有应用领域外，氧化亚铜的研究方向还有很多，包括光伏应用、导电性改进和其他领域的探索。
通过充分挖掘氧化亚铜的特性和潜力，我们相信在未来的科技发展中，它将发挥越来越重要的作用。
纳米氧化铜制备
纳米氧化亚铜的制备及其应用的研究进展( 1.摘要: 纳米氧化亚铜是一种新型的p 型半导体材料, 具有活性的空穴电子对和良好的催化活性, -因其独特的性质而在诸多领域有着广泛的应用。
总结了近年来制备纳米氧化亚铜的方法, 比较了它们在粒径、晶型形态控制以及制备条件等方面的优缺点, 并介绍了其性质、应用等方面的研究进展。
关键词: 纳米氧化亚铜; 制备; 应用; 纳米材料中图分类号: O 613. 71; O 647. 33 文献标志码: A 文章编号: 0367 6358( 2011) 09 0573 04 -Research A dvances in the Preparation and A pplication of N ano Cu2 O WA NG Ye1 , YANG F eng 2*( 1 . Company 9 , S econd M i l it ary M e di cal Uni v ersi ty ; 2 . De par t me nt of I nor gani c Chemi str y , Phar macy S ch ool , Se cond M i li t ary M ed i cal Univ e rsi ty , Sh anghai , 200433 , China)Abstract: As a noval p t y pe semiconducto r ( dir ect band g ap 2. 17 eV ) , nano Cu 2 O mat erial has activ e elect ron cavity pairs and g ood cat alyt ic act ivit y, t her ef ore, it has been ex tensively applied in various fields. P reparation methods of nano Cu 2 O in r ecent years are review ed, co mparing t he merits and short comings in par ticle size, cryst al morpholog y cont rol and preparat io n co nditions. F ur thermor e, adv ances in propert ies and applicat ions are int ro duced. Key words: nano Cu 2 O; preparat ion; applicat ion; nano material -纳米材料已在物理、化学、医学、生物学、航空航天等诸多领域表现出良好的应用前景机纳米材料领域, 纳米Fe 3 O 4[ 2] [ 1]要的合成方法有液相合成法、低温固相法、气相沉积法、纳米铜氧化法、电解法、射线干预法、微波干预法等。
氧化亚铜是什么？适用于哪些方面？
氧化亚铜是什么？适用于哪些方面？氧化亚铜，又称为氧化铜(I)，化学式为Cu2O，是一种无机化合物。
它的外观为红色至棕色的结晶，具有一定的半导体性质，在光学、电学、化学等多个领域都有广泛的应用。
物理和化学性质氧化亚铜是一种极稳定的化合物，在常温下不易受到空气和水的影响而氧化。
它的晶格结构由四面体和三角柱构成，形成了一种独特的晶体结构。
氧化亚铜是一种半导体材料，其带隙大小为2.0 eV，具有一定的导电性和光电性能。
同时，它也是弱酸性氧化物，能够与酸或碱发生反应。
应用领域光学领域由于氧化亚铜具有良好的半导体性质和光电性能，因此在光学领域有广泛的应用。
它可以用于制备光伏器件、太阳能电池等光电子器件，还可以制备单晶体、薄片和纤维等光学元件。
同时，在光谱分析、荧光分析、荧光显微镜和激光技术等方面也有重要的应用。
电学领域氧化亚铜还可以用于制备多种电子器件，如电容器、场效应晶体管、半导体激光器和扫描电子显微镜等。
它还可以作为电池材料，制备高性能电池，如锂离子电池和太阳能电池等。
此外，氧化亚铜还可以用于制备载流子探针，进行电学性质研究。
化学领域氧化亚铜在化学分析和催化反应中也有重要应用。
它可以作为催化剂，催化合成多种有机化合物，如三苯基胺、苯丙烯和环己烯等。
同时，氧化亚铜还可以用于分离和富集组分，如分离合成氨中的氢气和氮气。
其他领域除了以上应用领域外，氧化亚铜还可以用于制备特殊材料、防蚀材料和防晒材料等。
在医学领域，氧化亚铜也可以用于制备防腐剂和药物载体。
结论综上所述，氧化亚铜是一种具有广泛应用的无机化合物，其优越的半导体性质和光电性能在光学和电学领域有着重要应用。
同时，在化学和医学领域也有诸多应用，有一定的研究和应用前景。
氧化亚铜的作用与用途
氧化亚铜的作用与用途氧化亚铜，也称为氧化铜(I)，是铜的一种氧化物。
它的化学式为Cu2O，是一种红色晶体。
氧化亚铜在各种领域中都有着广泛的应用和重要的作用。
氧化亚铜在冶金工业中具有重要作用。
它是一种重要的铜矿石，在铜冶炼过程中起到了重要的催化作用。
氧化亚铜可以作为还原剂，将铜矿石中的氧还原为金属铜。
此外，氧化亚铜还可以用于电解铜的阳极材料，提高电解铜的电流效率和纯度。
氧化亚铜在化学工业中有广泛的应用。
它可以作为催化剂用于有机合成反应中。
例如，氧化亚铜可以催化苯酚的氧化反应，将苯酚氧化为苯醌。
此外，氧化亚铜还可以催化烯烃的氧化反应，将烯烃氧化为醛或酮。
这些反应在制药、染料和化妆品等领域中具有重要的应用价值。
氧化亚铜还可以用于制备其他铜化合物。
例如，氧化亚铜可以与硝酸反应，生成硝酸铜。
硝酸铜是一种常用的试剂，在分析化学中被广泛应用。
氧化亚铜还具有光学和电学性质，因此在光学和电子领域中也有着重要的应用。
氧化亚铜是一种半导体材料，在光电子器件中可以用作光敏材料。
它可以吸收可见光和近红外光，并产生光电效应。
因此，氧化亚铜可以用于制造光电二极管、太阳能电池等光电器件。
此外，氧化亚铜还可以用于制备光学玻璃和光学陶瓷材料，用于制造光学仪器和光学器件。
氧化亚铜具有广泛的应用和重要的作用。
它在冶金工业中用作催化剂和阳极材料，在化学工业中用作催化剂和原料，还可以制备其他铜化合物。
此外，氧化亚铜在光学和电子领域中也有着重要的应用。
通过充分利用氧化亚铜的性质和特点，可以推动各行各业的发展，促进社会的进步。
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光催化剂是一种具有很高光催化活性和稳定性的材料，广泛应用于环境污染治理、能源转化和有机合成等领域。
随着人们对环境保护和可持续发展的重视，氧化亚铜光催化剂的研究与应用越来越受到关注。
本文将介绍氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状，希望能为相关领域的研究工作提供一定的参考。
1. 合成方法目前，氧化亚铜光催化剂的制备方法主要有溶液法、沉淀法、溅射法、水热法、模板法等。
溶液法是最常用的制备方法之一，通常是将适量的铜盐和还原剂溶解在溶剂中，经过搅拌、加热、沉淀洗涤、干燥等步骤得到氧化亚铜催化剂。
水热法是另一种常用的制备方法，通过在高温高压的水热条件下合成氧化亚铜催化剂，可以得到颗粒大小均匀的产品。
一些新型的合成方法如微波法、气相沉积法等也逐渐应用于氧化亚铜催化剂的制备中。
2. 结构特征氧化亚铜光催化剂的结构特征对其光催化性能具有重要影响。
近年来，有关氧化亚铜催化剂结构特征的研究表明，其晶体结构、表面形貌、孔隙结构等参数对光催化活性和稳定性有显著影响。
一些研究表明，纳米级氧化亚铜光催化剂的比表面积较大，有利于光催化反应的进行；合适的晶格缺陷和表面氧化还原活性位点也可以提高光催化活性；孔隙结构和导电性能对光催化剂的传质和光生载流子的分离也具有重要影响。
3. 光催化性能氧化亚铜光催化剂的光催化性能是其最为关键的特性之一。
目前，研究人员通过调控催化剂的结构、表面性质、掺杂成分等手段，不断提高氧化亚铜光催化剂的光催化活性和稳定性。
一些研究表明，控制催化剂的晶体生长方式和形貌可以有效提高其光催化活性；进行某些金属掺杂或表面修饰，也可以显著提高催化剂的光催化性能；一些研究还表明，通过合成复合材料或载体等方法，可以有效提高催化剂的光催化性能。
4. 应用领域氧化亚铜光催化剂已经在环境污染治理、能源转化和有机合成等领域得到了广泛应用。
在环境污染治理领域，氧化亚铜光催化剂可以用于降解有机污染物、光解水制氢等环境治理工作；在能源转化领域，氧化亚铜光催化剂可以用于光催化水裂解制氢、光催化CO2还原制备燃料等；在有机合成领域，氧化亚铜光催化剂可以用于有机废水处理、化学品合成等。
纳米氧化亚铜的光催化机理
纳米氧化亚铜的光催化机理纳米氧化亚铜作为一种重要的光催化材料，在环境净化、水处理、能源转化等领域具有广泛的应用前景。
其独特的光催化性能主要源于其特殊的结构和表面性质。
在光照条件下，纳米氧化亚铜能够吸收光能，激发电子跃迁，产生电子空穴对，从而参与光催化反应。
下面将从几个方面探讨纳米氧化亚铜的光催化机理。
纳米氧化亚铜的结构对其光催化性能起着至关重要的作用。
纳米氧化亚铜具有较大的比表面积，丰富的表面活性位点以及良好的光吸收性能，这些结构特征使其能够高效地吸收光能，并将其转化为化学能。
此外，纳米氧化亚铜的晶格缺陷和表面氧空位也是其优异光催化性能的重要原因之一，这些缺陷位点能够有效地促进光生载流子的分离和传输，提高光催化活性。
纳米氧化亚铜的光催化机理主要包括光吸收、电子空穴对的产生和迁移、光生载流子的分离和转化等过程。
在光照条件下，纳米氧化亚铜会吸收光子激发电子从价带跃迁至导带，形成电子空穴对。
这些电子空穴对将在晶体内部进行迁移，同时发生光生载流子的分离。
电子将参与还原反应，而空穴则参与氧化反应，从而促进光催化反应的进行。
此外，纳米氧化亚铜表面吸附氧分子也会参与光催化反应，加速有机废水中有机物的降解过程。
纳米氧化亚铜的光催化机理还受到溶液条件、光照强度、反应温度等因素的影响。
在不同的溶液条件下，纳米氧化亚铜与溶液中的物质会发生吸附作用，影响光催化反应的进行。
光照强度越大，纳米氧化亚铜吸收光能的效率越高，光催化活性也会随之增强。
同时，反应温度的升高会促进光催化反应的进行，但过高的温度也可能导致纳米氧化亚铜结构的破坏，降低光催化性能。
纳米氧化亚铜的光催化机理涉及多个方面的因素，包括其结构特征、光吸收性能、电子空穴对的迁移、光生载流子的分离和转化等过程。
深入理解纳米氧化亚铜的光催化机理，有助于优化其光催化性能，拓展其在环境净化、水处理、能源转化等领域的应用。
希望未来能够通过进一步研究，揭示纳米氧化亚铜光催化的更多机理，推动其在实际应用中的广泛发展和应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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、H
20、C1-、P0
4
3-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 、NH
3
、H
2
S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、H
2
0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。
目前降解有机污染物的光催
化剂多为N 型半导体材料．如TiO
2、ZnO 、CdS、WO、SnO
2
、Fe
2
3
等。
但在众
多半导体光催化剂中，二氧化钛、纳米氧化亚铜因其氧化能力强、催化活性高、稳定性好等优势一直处于光催化研究的核心地位。
本文就纳米氧化亚铜作为优质半导体催化材料进行阐述。
2纳米氧化亚铜结构
Cu
2
O的晶格结构是带有共价性低配位的所谓红铜矿(氧化亚铜)型结构，如图
1所示。
这种结构非常特殊，存在着两种图1(a)那样的Cu-O-Cu骨架结构，它们
如图1(b)那样互相贯穿组合而成。
氧化亚铜晶体属等轴晶系，点群为432，空间群为Pn3m。
在此晶体单位晶胞中，氧离子02-位于晶胞的顶角和中心，亚铜离子Cu+则位于4个相互错开的1／8晶胞立方体的中心，每个铜离子与两个氧离子联结，作直线排列，配位数为2，晶胞的边长为4．27A(图1(a)中虚线不是Cu2O 结构中真实单位晶胞的大小(真实单放晶胞是它的1／8))，Cu-O=1．84A，
Cu-Cu=3．01A。
0-0=3．69A。
Cu
2
0是有金属缺位的典型P型半导体，因此其光催化作用可以利用这个性质
来解释。
Cu
2
0的光催化活性与M．0键的性质相比，更多地依赖于半导体因素。
研究表明，Cu
20是极好的光氧化阴极，当通入氧气后，Cu
2
0的光阴极电流将大大
增加，因此，Cu
2
0在光激发下很容易把光激发电子交给吸附的氧，形成OH·，这样就阻止了电子与空穴的复合，使光催化氧化处理污水的效率大大增加，这正是向反应体系通氧气能提高光催化降解率的原因。
3纳米氧化亚铜的光催化机理
光催化作用是通过固体半导体的光激发电子，提高化学反应速率。
半导体的能带是不叠加的，各能带分开，被价电子占有的能带称价带，它的最高能级即价带缘，其相邻的那条较高能带处于激发态，称为导带，导带最低能级即为导带缘。
价带缘与导带缘之间有一能量宽度为Eg（一般为3eV以下)的禁带。
当照在半导体上的光电子能量大于禁带宽度，光激发电子从价带跃迁到导带产生电子(e-和空穴h+，空穴具有强氧化性，电子具有强还原性，形成氧化还原体系。
当光致电子一空穴对在离半导体表面足够近时，载流子向表面移动到达表面，活泼的电子、空穴都有能力还原和氧化吸附在表面上的物质。
当半导体表面吸附杂质电荷时，表面附近的能带弯曲，相当于费米能级（Ef）移动，从而影响半导体催化剂的催化性性能，见图2，同时，存在电子和空穴的复合，因此，只有抑制电子与空穴
的复合，才有可能使光化学反应发生。
通过俘获剂可以抑制复合，光致电子的俘获剂是溶解氧，光致空穴的俘获剂是H
2
0，最终产生·OH 。
氖同位素实验ESR 研究证明·OH是具有高度化学活性的游离基，它无论在吸附相还是在溶液相都能引起物质的氧化反应，是光催化中主要的氧化剂。
电子和空穴的复合在瞬间即可完成，所以作为俘获剂，最好在活化光子到来之前与催化剂表面预结合。
图2
总体的过程用反应方程式表示如下：
半导体 + hv e- + h+；
OH- + h+ ·OH；
H
2
O + h+ ·OH + H+；
有机污染物 + ·OH（或·O
2-） CO
2
+ H
2
O + 无机小分子
4存在的问题与展望
目前Cu
2
O用于光催化降解环境污染物方面的研究虽处于起步阶段，但其重要
性已逐渐显现，Cu
2
O在可见光下的催化性能成为国际国内研究的重点，许多专家
认为Cu
2
O在光催化降解有机污染物方面有很好的应用前景，有望成为继二氧化钛之后的新一代的半导体光催化剂。
目前，虽然已经合成出各种不同形貌的纳米氧化亚铜，但是在性能的推广应用方面却遭到了瓶颈，同时由于受到工艺条件的限制，有的方法很难用于工业化生产。
因此，要得到形貌可控的纳米氧化亚铜粒子并且开发纳米氧化亚铜的潜在应用，必须进一步寻找更好的制备方法以及工艺条件，并最终实现工业化生产。
另一方面，纳米氧化亚铜利用光催化来降解污染物，但是它的光量子产率及光能利用率（特别是可见光利用率）不高，所以需要提高光量子产率及光能利用率，关键在于提高光催化反应的活性和选择性。
5.结语
半导体光催化机理的研究得到较完备的解释。
作为优质的半导体光催化材料——纳米氧化亚铜的研究取得了巨大进步,但也还存在大量的问题和挑战。
对纳米氧化亚铜的的研究一方面对光催化领域有重要的意义,对目前人们尚未解决的一些物理问题如可见光下的半导体光催化有较大的借鉴作用,必将推动这些方面认识的进步；另一方面纳米氧化亚铜在光催化自清洁领域有巨大的应用前景,对纳米氧化亚铜的研究也必将进一步推动实用化的纳米光催化自清洁材料的进一步发展，为实现纳米光催化产业化提供重要的技术保障。