【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于納米材料，具體涉及一種銅納米片及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鑄幣金屬(金、銀、銅)的納米晶體由于其在可見光范圍內的強局域表面等離子體共振(lspr)和獨特的催化性能而引起了人們的廣泛關注。上述性質主要取決于納米晶體的尺寸和形貌。因此，通過尺寸和形貌的控制來調節(jié)光學和催化活性是至關重要的。
2、相較于貴金屬金和銀，銅的價格較低，有望替代金、銀材料，獲得更優(yōu)的性價比。銅納米片由于具有各向異性、高比表面積、可控的晶面等特點在分子檢測、二氧化碳還原、柔性電子等方面?zhèn)涫荜P注。然而，銅納米片的均勻性、尺寸可調性以及厚度控制方面仍是一項重要挑戰(zhàn)。
3、為此，人們發(fā)展了種晶生長、溶劑熱等銅納米片的合成方法。例如，高傳博課題組以貴金屬鉑和鈀為種晶，通過晶格失配誘導缺陷合成了銅納米片(small2023,2206838)，然而貴金屬的使用顯著增加了合成成本；布法羅大學ren等人通過水熱法合成了布法羅大學銅納米片(acs?appl.nano?mater.2022,5,4028-4037)，然而納米片的尺寸為微米級且難以調控。
4、上述這些方法在銅納米片的合成中取得了一定成功，然而，現有方法在銅納米片的尺寸調控和厚度控制方面仍然匱乏，所得銅納米片的厚度往往超過20nm，尺寸一般較大且難以精準調控，阻礙了其在催化、傳感等領域的應用。因此，開發(fā)尺寸可控的超薄銅納米片的可控合成方法具有重要意義。
5、需要說明的是，在上述
技術介紹
部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種銅納米片及其制備方法和應用，解決了現有銅納米片的尺寸較大且厚度較厚的問題，本專利技術的銅納米片的尺寸為30～500nm，厚度為3～6nm。
2、為了達到上述目的，本專利技術提供了一種銅納米片的制備方法，該方法包含：通過將表面活性劑和配位劑加入銅鹽中，銅鹽經還原劑還原成核，晶核作為納米晶體生長的種子，并在刻蝕劑氧化刻蝕過程中將非片狀晶體刻蝕掉，表面活性劑和配位劑對銅納米片表面鈍化，以保護銅的片狀種晶，從而獲得銅納米片。
3、優(yōu)選地，該方法包含：將銅鹽、表面活性劑、配位劑和刻蝕劑加入溶劑中，使反應體系中銅鹽的濃度為1×10-5mol/l～5×10-2mol/l，然后加熱至20～80℃，得到混合液；向所述混合液中加入還原劑，攪拌反應1～3小時，制得超薄銅納米片；或，將銅鹽、表面活性劑和配位劑加入溶劑中，使反應體系中銅鹽的濃度為1×10-5mol/l～5×10-2mol/l，然后加熱至20～80℃，得到混合液；然后，向所述混合液中加入刻蝕劑、還原劑，攪拌反應1～3小時，制得超薄銅納米片。
4、優(yōu)選地，所述銅鹽選自氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、醋酸銅、甲酸銅、乙酰丙酮銅和氫氧化銅中任意一種或兩種以上；或/和，所述表面活性劑選自聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基氯化銨、十六烷基溴化銨和聚二烯丙基二甲基氯化銨中任意一種或兩種以上；或/和，所述配位劑選自二乙胺、乙二胺、乙醇胺、丙二胺、氨水和碘化鈉中任意一種或兩種以上；或/和，所述刻蝕劑選自氧氣、雙氧水和碘中任意一種或兩種以上；或/和，所述還原劑選自羥胺、鹽酸羥胺和水合肼中任意一種或兩種以上。
5、優(yōu)選地，當所述刻蝕劑選自氧氣時，通入氧氣鼓泡以實現刻蝕。
6、優(yōu)選地，當所述氧氣以150ml/min的速率進行氧氣鼓泡時，鼓泡時間在5分鐘以上。
7、優(yōu)選地，所述溶劑選自水、二甲基甲酰胺和乙二醇中任意一種或兩種以上。
8、優(yōu)選地，所述表面活性劑在混合溶液中的濃度為1wt％；所述配位劑在混合溶液中的濃度大于或等于銅鹽濃度；所述刻蝕劑濃度在混合溶液中的為銅鹽濃度的0.1～2倍；所述還原劑在混合溶液中的濃度為銅鹽濃度的2～10倍。
9、更優(yōu)選地，所述表面活性劑在混合溶液中的濃度為1wt％；所述刻蝕劑在混合溶液中的濃度為2～2.5×10-2mol/l；所述配位劑在混合溶液中的濃度為5×10-2mol/l；所述還原劑在混合溶液中的濃度為0.1～0.2mol/l。
10、本專利技術的第二目的是提供所述的制備方法獲得的銅納米片。
11、優(yōu)選地，所述銅納米片的形狀包含：三角或/和六邊形。
12、本專利技術的第三目的是提供所述的銅納米片在還原4-硝基苯酚合成4-氨基苯酚中的應用。
13、本專利技術的銅納米片及其制備方法和應用，解決了現有銅納米片的尺寸較大且厚度較厚的問題，具有以下優(yōu)點：
14、本專利技術的合成方法，通過使用配位劑和表面活性劑，使其對銅納米片的特定晶面進行鈍化，抑制其反應活性，從而使片狀納米晶相對其它類型種晶保持更高的穩(wěn)定性，可有效保護銅的片狀種晶，使其在氧化刻蝕過程較非片狀種晶更穩(wěn)定，在氧化劑刻蝕過程中得以保存，且由于配位劑和表面活性劑的鈍化，納米片在生長過程中厚度基本保持不變。此外，通過控制加入氧化劑的種類和濃度調控刻蝕過程，可以有效調控反應體系中的種晶濃度，從而實現尺寸(平均邊長)調控?？傊緦＠夹g引入的這種種晶篩選機制，即可有效刻蝕非片狀材料，保留片狀結構，實現銅納米片的純化，又可同時實現其種晶濃度調控，進而實現尺寸的精準調控。本專利技術所得銅納米片在4-np還原中表現出優(yōu)異的催化活性。
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1.一種銅納米片的制備方法，其特征在于，該方法包含：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，該方法包含：
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅鹽選自氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、醋酸銅、甲酸銅、乙酰丙酮銅和氫氧化銅中任意一種或兩種以上；
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，當所述刻蝕劑選自氧氣時，通入氧氣鼓泡以實現刻蝕。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，當所述氧氣以150mL/min的速率進行氧氣鼓泡時，鼓泡時間在5分鐘以上。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑選自水、二甲基甲酰胺和乙二醇中任意一種或兩種以上。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑在混合溶液中的濃度為1wt％；
8.如權利要求1～7中任意一項所述的制備方法獲得的銅納米片。
9.根據權利要求8所述的銅納米片，其特征在于，所述銅納米片的形狀包含：三角或/和六邊形。
10.如權利要求8或9所述的銅納米片在還原4-硝基苯酚合成4-
...【技術特征摘要】
1.一種銅納米片的制備方法，其特征在于，該方法包含：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，該方法包含：
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅鹽選自氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、醋酸銅、甲酸銅、乙酰丙酮銅和氫氧化銅中任意一種或兩種以上；
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，當所述刻蝕劑選自氧氣時，通入氧氣鼓泡以實現刻蝕。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，當所述氧氣以150ml/min的速率進行氧氣鼓泡時，鼓泡時間...
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