[发明专利]金属/氧化亚铜复合纳米材料的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电催化剂，具体涉及一种金属/氧化亚铜复合纳米材料的制备方法和应用，制备工艺简单，产品性能稳定，具有良好电催化性能。

背景技术

过氧化氢（H₂O₂）是一种被广泛应用于食品、制药、造纸和化工行业的化学品，也是大量氧化酶催化反应的副产物，所以精确和快速的检测H₂O₂在生物化学和环境科学中具有重要意义。与H₂O₂测定的常规技术相比，电化学生物传感无酶检测H₂O₂具有成本低、易于制备、快速检测、高选择性、灵敏度高等许多优点。氧化亚铜作为一种重要的P型半导体材料，同时也作为一种重要的无机化工应用原料，其重要性显而易见。它具有许多新性能，纳米级的氧化亚铜由于量子尺寸效应而具有特殊的电学、光学及光电化学性质，在传感器、太阳能电池、制氧、超导体和电致变色等方面有着潜在的应用，在环境保护中纳米氧化亚铜对有机污染物有降解处理作用。

近年来，Cu₂O作为电催化剂，在电化学传感器等众多电化学领域中逐渐被广泛研究；但是，Cu₂O作为电催化材料也面临着一些问题，如电催化活性依然有限、比表面积小，因此许多修饰型Cu₂O复合电催化材料相继产生，例如：用金属（Au、Ag、Pt）、半导体（TiO₂，ZnO，Ag₂O，WO₃）、红磷、氧化石墨烯等对Cu₂O进行修饰，均能有效提高其电催化效率，特别是金属纳米材料与Cu₂O复合，不仅可以有效的提高电子转移速率，还可以提供较大的比表面积，从而提高复合物的电催化性能。

Cu₂O化学和物理性质稳定，制备原材料廉价易得，无毒，且以其为载体制备的Au-Ag/Cu₂O复合纳米材料，制备工艺简单，所得产品电催化活性好，在电化学检测双氧水领域具有重大应用前景。迄今为止，尚未发现有人用Au-Ag/Cu₂O复合纳米材料来检测双氧水。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制备工艺简单、产品性能稳定，具有良好电催化性能的金属/氧化亚铜复合纳米材料的制备方法和应用，可用来检测过氧化氢。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种金属/氧化亚铜复合纳米材料的制备方法，制备原料包括氧化亚铜、含金属阳离子A⁺的盐溶液，制备方法包括如下步骤：

（101）制备氧化亚铜Cu₂O：取抗坏血酸和氢氧化钠溶于纯净水中，磁力搅拌至充分溶解后，缓缓加入一水醋酸铜溶液，反应至少0.5h后，再用蒸馏水和无水乙醇洗净产物，离心，烘干，得立方体的氧化亚铜Cu₂O粉末；

（102）制备金属/氧化亚铜复合纳米材料：称取步骤（101）制得的Cu₂O粉末溶于50~150ml纯净水中，超声分散，然后加入含金属阳离子A⁺、浓度0.03~0.05mol·L^-1的盐溶液，磁力搅拌至混合均匀后，在钨灯下光照还原反应，然后洗涤、离心分离、干燥后得到A/Cu₂O复合纳米材料。

上述的金属/氧化亚铜复合纳米材料也可以由两种金属与氧化亚铜复合，其制备方法包括如下步骤：

（201）制备氧化亚铜Cu₂O：称取抗坏血酸和氢氧化钠溶于纯净水中，磁力搅拌至充分溶解后，缓缓加入一水醋酸铜溶液，反应至少0.5h后，再用蒸馏水和无水乙醇洗净产物，离心，烘干，得立方体的氧化亚铜Cu₂O粉末；

（202）制备金属/氧化亚铜复合纳米材料：称取步骤（201）制得的Cu₂O粉末溶于50~150ml纯净水中，超声分散，然后加入含金属阳离子B⁺、浓度0.03~0.05mol·L^-1的盐溶液，磁力搅拌至混合均匀后，在钨灯下光照还原反应，然后洗涤、离心分离、干燥后得到B/Cu₂O复合纳米材料；