铜微粒子和纳米粒子在液体中通过电弧放电等离子体的合成和现场氧化
Alibek S Zhakypov1,2, Renata R Nemkayeva1,2, Yerassyl Yerlanuly1,2,3
1Kazakh-British Technical University, 59 Tole Bi, 050000, Almaty, Kazakhstan.
Scientific reports
|September 22, 2023
概括
研究人员开发了一种新的一步方法,利用弧度放电合成氧化铜纳米粒子. 这种技术可以控制纳米粒子的大小,形状和组成,增强它们的光催化性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 氧化铜纳米粒子表现出有希望的光催化性能.
- 对氧化铜纳米颗粒的控制合成对于优化其性能至关重要.
- 现有的合成方法可能需要多个步骤或后合成处理.
研究的目的:
- 为铜氧化物纳米颗粒提出一个单步,可控合成方法.
- 为了研究电弧放电电流对纳米粒子特性的影响.
- 探索光学带间隙和光催化能力的可调性.
主要方法:
- 在无热回火的情况下,在去离子化水中进行弧度放电.
- 不同的电弧放电电流从2到4A.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),X射线衍射 (XRD),拉曼光谱和能量分散分析 (EDA) 的表征.
主要成果:
- 在2A时合成矿 (CuO) 纳米颗粒,在较高电流下合成CuO和矿 (Cu2O) 纳米颗粒的混合物.
- 随着电流的增加,粒子大小从550nm (纳米颗粒) 减少到30-80nm (球形).
- 增加了Cu/O比率和光波段间隙 (从2到2.34 eV) 随着电弧放电电流的上升.
- 对CuO/Cu2O比率和可调节带间隙的证明控制.
结论:
- 弧度放电方法为氧化铜纳米粒子合成提供了一个简单可控的途径.
- 调整弧度放电电流允许精确控制纳米粒子形态,相位组成和光学特性.
- 合成的氧化铜纳米颗粒显示出因可调节性质而增强光催化力的潜力.
