一种含有氢氧化铜纳米颗粒的二氧化硅纳米片及其合成方法

本发明属于微纳米材料合成，具体涉及一种新颖的含有氢氧化铜颗粒的二氧化硅纳米片及其合成方法。

背景技术：

1、二氧化硅纳米材料因其具有高比表面积、优良的热稳定性和良好的光学性质等独特的物理和化学特性，在催化、电子、药物输送等众多领域中发挥重要作用，展现出广泛的应用潜力。研究和开发这些纳米材料的科技背景囊括了材料科学、化学工程和纳米技术等领域的最新进展，不断推动着二氧化硅纳米材料的创新应用和性能优化。

2、二氧化硅纳米颗粒由于其极高的表面积与体积比，能够提供更多的活性位点，这使得它们在催化剂载体和吸附剂中尤为有价值。这类纳米材料在高温下仍能保持稳定，这一特性使它们在制造耐高温材料和在高温环境下的应用中非常有用。此外，二氧化硅纳米材料还在药物递送系统中显示出极高的潜力，能够作为药物载体，提高药物的稳定性和生物可用性，这对于治疗各种疾病提供了新的策略。

3、二氧化硅纳米材料的比表面积是影响其性能的关键因素，比表面积越大，则其活性越高，亲和力和补强性能越好，产品结合力越强。因此，制备比表面积更高的片状二氧化硅纳米材料是业界不断追求的目标。但现有的二氧化硅纳米材料多为单一材料，鲜见有和其他纳米材料形成的复合材料，应用起来性能单一，和其他纳米材料配合应用时涉及到颗粒分散等问题，给应用带来不少问题。

技术实现思路

1、基于此，为解决现有技术中存在的至少一种技术问题，本发明提出了一种新颖的二氧化硅纳米片的合成方法，合成的二氧化硅纳米片含有氢氧化铜纳米颗粒。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明的第一方面，提供了一种含有氢氧化铜颗粒的二氧化硅纳米片的合成方法，包括以下步骤：

4、s1、将正硅酸四乙酯、醇、纯水、氨水、乙酸铜或乙酸铜水合物粉末混合，充分分散均匀，得到混合溶液；

5、s2、步骤s1中的混合溶液边分散边反应；

6、s3、反应结束后清洗、干燥得到所述的含有氢氧化铜颗粒的二氧化硅纳米片。

7、其中，步骤s1中的醇的类型；各试剂混合顺序；步骤s2中的分散反应方式；步骤s3中清洗的溶液和方式、干燥处理方法等均可以采用常见的试剂与仪器处理，本申请并不做严格限定。如步骤s1中醇类可以是乙醇，乙二醇等；步骤s2中分散可以是搅拌分散，也可以是晃动分散等；步骤s3中清洗，可以采用水或者乙醇溶液等，可以是通过抽滤法或离心法等方式清洗，最终无刺激性气味即可；干燥可以是烘干干燥或冷冻干燥等方式，最终得到为粉末状产物即可。

8、以下是优选：

9、优选地，步骤s1中，先分别配制正硅酸四乙酯的醇溶液，和乙酸铜的氨水溶液，然后再将两溶液混合分散均匀，得到混合溶液，如在一实施例中，先将正硅酸四乙酯溶于乙醇，得到正硅酸四乙酯的醇溶液；将纯水、氨水、乙酸铜或乙酸铜水合物粉末混合，充分分散至颗粒溶解，得到乙酸铜溶液，然后将两个溶液混合得到所述混合溶液。

10、优选地，步骤s1中，正硅酸四乙酯在混合溶液中的摩尔浓度≥0.1m，进一步优选地为0.1-10 m，如0.1m、0.3m、0.5m、1m、2m、3m、4m、5m、10m等；进一步优选地为0.1-1 m。醇在混合溶液中的摩尔浓度不做限制。

11、优选地，步骤s1中，所述氨水在混合溶液中的摩尔浓度≥1mm；进一步优选地为1mm～6mm。

12、优选地，步骤s1中，所述纯水在混合溶液中的浓度≥10wt％，进一步优选地，为10wt％～30wt％。

13、优选地，步骤s1中，所述乙酸铜或乙酸铜水合物粉末的摩尔浓度为1mm～300mm，如1mm、3mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm等。进一步优选地1mm～100mm；进一步优选地为1mm～40mm。

14、优选地，步骤s2中，混合溶液反应≥2h，使用合适的方法使其充分反应，例如：使用磁力搅拌器搅拌或摇晃容器等。

15、优选地，步骤s3中，所述清洗为清洗至无刺激性气味，可采用纯水或乙醇等溶液清洗。

16、优选地，步骤s3中，所述干燥为冷冻干燥或烘干等。

17、优选地，步骤s3中，所述冷冻干燥为样品放置-18℃以下的环境下冷冻6～10小时直至其完全冷冻，之后再将其放入冷冻干燥机处理至少48小时直至样品完全呈粉末状。

18、优选地，步骤s3中，所述烘干为样品放置40℃以上至少10小时直至其完全干燥呈粉末状，可采用烘箱或真空烘箱。

19、本发明还提供了上述任一所述的合成方法制备得到的含有氢氧化铜颗粒的二氧化硅纳米片。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、1、本发明制作流程简单，成本较低。

22、2、本发明的二氧化硅纳米材料形状为二氧化硅纳米片，材料溶解于溶剂中能够形成具有良好的粘性的水凝胶。

23、3、本发明的二氧化硅纳米片内含有氢氧化铜纳米颗粒，不仅具有抗菌防污的作用，也可作为电催化剂，可以在多个领域中应用。

技术特征：

1.一种含有氢氧化铜颗粒的二氧化硅纳米片的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤s1中，正硅酸四乙酯在混合溶液中的摩尔浓度≥0.1m。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤s1中，所述氨水在混合溶液中的摩尔浓度≥1 mm。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤s1中，所述纯水在混合溶液中的浓度≥10wt％。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤s1中，所述乙酸铜或乙酸铜水合物粉末的摩尔浓度为1 mm～300mm。

6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤s2中，混合溶液反应时间≥2h。

7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤s3中，所述清洗为清洗至无刺激性气味。

8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤s3中，所述干燥为冷冻干燥或烘干。

9.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于，步骤s3中，所述冷冻干燥为样品放置在-18℃以下的环境下冷冻6～10小时直至其完全冷冻，之后再将其放入冷冻干燥机处理直至样品完全呈粉末状；所述烘干为样品置于40℃以上干燥至少10h直至样品完全呈粉末状。

10.如权利要求1-9任一所述的合成方法制备得到的含有氢氧化铜颗粒的二氧化硅纳米片。

技术总结本发明涉及一种含有氢氧化铜颗粒的二氧化硅纳米片及其合成方法，属于微纳米材料合成技术领域。该合成方法包括将正硅酸四乙酯、醇类、纯水、氨水、乙酸铜或乙酸铜水合物粉末分散混合，然后边分散边反应；反应结束后清洗、干燥得到产物，该合成合成方法简单易控，而且可通过氨和乙酸铜(或乙酸铜水合物粉末)调控产物，该方法绿色环保、高效的特点，得到的含有氢氧化铜颗粒的二氧化硅纳米片可用于新能源领域的多种应用，且还具有良好的抗菌性，可广泛应用于环保和健康领域。技术研发人员：埃泽尔·马丁·阿金诺古,曹梦娜,金名亮,周国富受保护的技术使用者：华南师范大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17