摘要: 纳米结构氧化亚铜具有独特的电子和光学性能，在催化和太阳能电池材料方面有重要的应用前景。其中，利用它吸收可见光的特性进行光催化氧化，产生的光生空穴可将多种有机污染物降解。由于材料的尺寸和形貌会在很大程度上影响它们的催化性质，因此，合... 展开 纳米结构氧化亚铜具有独特的电子和光学性能，在催化和太阳能电池材料方面有重要的应用前景。其中，利用它吸收可见光的特性进行光催化氧化，产生的光生空穴可将多种有机污染物降解。由于材料的尺寸和形貌会在很大程度上影响它们的催化性质，因此，合成尺寸、形貌可控的纳米晶体已成为材料科学领域研究的焦点。 本文采用相对简单、成本较低的水热合成法，制备出独特的Cu2O纳米线超结构，即在多面体结构框架内纳米线进行高度有序排列。通过改变体系中还原剂的种类、添加剂的种类及其浓度，探索反应条件对样品形貌的影响。结合X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、低温氮气吸附等现代物理手段对样品进行结构、表面形貌和晶体学性质的分析。 以乙酸铜为原料，有机酸为添加剂，苯胺衍生物为还原剂制备出三种规则形貌的Cu2O纳米线多面体，包括凸八面体、凹八面体和六足。乙酸为添加剂，以邻-甲氧基或邻-乙氧基苯胺为还原剂，分别合成出纳米线凸八面体和凹八面体。邻甲氧基苯胺为还原剂，以三氟乙酸、乙二酸为添加剂，可分别制得纳米线组装的六足、二维纳米线的有序排列;以丙烯酸、苯甲酸为添加剂，可分别制得由纳米线构成的无规则形貌、实心的微米类球体。通过对各种形貌的形成条件进行对比发现，质子化的聚邻-甲氧基或邻-乙氧基苯胺链所形成的一定自组装有序结构在Cu2O纳米线的生长和空间排列上起决定作用。 以三种不同形貌（离散的纳米线、纳米线八面体、实心八面体）Cu2O纳米材料为光催化剂，以H2O2为氧化剂，通过可见光降解亚甲基蓝和甲基橙。对比实验结果发现，Cu2O材料的形貌对催化活性有显著影响，其中纳米线八面体活性最高。当反应体系中无H2O2存在，染料不能被Cu2O催化剂所产生的光生空穴直接降解。在此基础上，阐明了光催化降解染料的机理，纳米线八面体高的催化效率主要来源于其在光照作用下所产生的高密度载流子。 收起