铜箔表面Cu2O层的室温原位制备方法

本发明涉及cu2o制备，特别是涉及一种铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法。

背景技术：

1、氧化亚铜(cu2o)是电催化二氧化碳还原制备多碳产物的理想催化材料。在铜箔基底上构筑致密、高稳定的cu2o薄膜是高性能催化电极制备的核心环节，可保障电极在大电流工况下长效稳定运行。

2、然而，目前铜箔表面cu2o薄膜的制备主要依赖高温氧化、高能等离子体处理或外延生长等方法，大多需要较高的能量才能将零价铜（cu0）转化为正一价铜（cu+），造成显著的能源浪费；外延生长过程中，cu2o薄膜在铜箔表面成核并生长时，二者之间的晶格失配易导致cu2o薄膜与铜箔的结合力较弱，所获得的cu2o层与铜箔基体之间的界面结合强度不足，导致界面稳定性较差，薄膜极易脱附，这种结合不良的问题不仅影响电极的长期使用寿命，也限制了其在大电流或复杂电化学环境下的可靠性。因此，亟需发展一种节能、低成本的cu2o薄膜原位生长方法。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，旨在解决现有制备方法能耗高和界面结合力弱的技术问题。

2、本申请实施例提供了一种铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，包括如下步骤：

3、对铜箔进行表面处理，以去除铜箔表面的氧化层；

4、将所述表面处理后的铜箔置于硝酸银溶液中，在室温下充分反应后取出，经清洗、干燥，得到表面原位生长cu2o层的铜箔；

5、其中，所述硝酸银溶液的浓度为0.0005~0.01 mg/ml。

6、作为本申请的进一步改进，在室温下充分反应的反应时间为10~60min。

7、作为本申请的进一步改进，反应在超声条件下进行。

8、作为本申请的进一步改进，表面原位生长cu2o层的铜箔中，铜箔表面的cu2o颗粒呈立方形貌，cu2o颗粒的尺寸为46~221 nm，cu2o颗粒在铜箔表面的密度为37~119个/μm2。

9、作为本申请的进一步改进，表面处理的方式包括电解抛光、酸洗、等离子体清洗中的至少一种。

10、作为本申请的进一步改进，电解抛光的步骤包括：将铜箔浸入磷酸溶液中，以铜箔为工作电极，石墨棒为对电极，在恒压模式下进行抛光处理。

11、作为本申请的进一步改进，磷酸溶液的质量分数为80%~90%。

12、作为本申请的进一步改进，恒压模式的电压为2~4v。

13、作为本申请的进一步改进，抛光处理的时间为200~400s。

14、作为本申请的进一步改进，清洗为用去离子水冲洗若干次，所述干燥为用气体（空气、n2等）吹干。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、1.本申请提供的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，通过将表面处理后的铜箔置于硝酸银溶液中，于室温下进行反应，能够原位形成cu2o层，整个转化过程在常温常压下、空气气氛中即可完成，无需惰性气体保护，无需引入强酸、强碱或有机溶剂，且反应时间短。本申请摒弃了传统cu2o制备技术的高温氧化、高能等离子体处理或外延生长等苛刻工艺对高温高压、特殊气氛及复杂设备的依赖，显著降低了制备过程的能量消耗与设备成本，工艺流程极大简化，易于实现规模化放大生产，有效解决能耗高问题。

17、2.本申请提供的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，通过将表面处理后的铜箔置于硝酸银溶液中于室温下进行反应，原位形成cu2o层，形成的cu2o层结构均匀、结合紧密、界面稳定，能够确保薄膜与铜箔基体之间的牢固附着，避免脱附问题，满足高性能电极对结构稳定性和大电流工作能力的实际需求。

1.一种铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述在室温下充分反应的反应时间为10~60min。

3.根据权利要求1所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述反应在超声条件下进行。

4.根据权利要求1所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述表面原位生长cu2o层的铜箔中，铜箔表面的cu2o颗粒呈立方形貌，所述cu2o颗粒的平均尺寸为46nm ~ 221 nm，所述cu2o颗粒在铜箔表面的密度为37~119个/μm2。

5.根据权利要求1所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述表面处理的方式包括电解抛光、酸洗中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述电解抛光的步骤包括：

7.根据权利要求6所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述磷酸溶液的质量分数为80%~90%。

8.根据权利要求6所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述恒压模式的电压为2~4v。

9.根据权利要求6所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述抛光处理的时间为200~400s。

10.根据权利要求1所述的铜箔表面cu2o层的室温原位制备方法，其特征在于，所述清洗为用去离子水冲洗若干次。