[发明专利]硫化铋修饰金纳米颗粒/二氧化钛纳米管结构的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种硫化铋修饰金纳米颗粒/二氧化钛纳米管结构的制备方法及应用。其包括：选择基底，对所述基底预处理；两次阳极氧化法在所述基底上制备TiO₂纳米管阵列；通过还原获得金颗粒；配制硫化铋和金颗粒复合溶液；将所述TiO₂纳米管阵列放入所述硫化铋和金颗粒复合溶液中，通过烘箱法制得硫化铋修饰金纳米颗粒/二氧化钛纳米管结构。本发明的硫化铋修饰金纳米颗粒/二氧化钛纳米管结构是由柠檬酸钠还原金颗粒而成，在非酶葡萄糖传感器和光催化降解亚甲基蓝等有机污染物领域具有巨大的潜能。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种硫化铋修饰金纳米颗粒/二氧化钛纳米管三元结构的制备方法、非酶葡萄糖传感器和复合材料及其在光催化降解污染物等有机污染物领域的应用。

背景技术

绿色环保，清洁能源的需求已经成为当今世界的一个主流趋势，半导体光催化作为处理全球能源危机和环境污染的潜在解决方案引起了广泛的关注。许多科学家纷纷开展了用于光催化降解污染物的纳米结构材料的研究。作为半导体材料的二氧化钛（TiO₂）在科学家中受到暴风雨般的欢迎。二氧化钛(TiO₂)具有优异的化学稳定性、光电特性、生物相容性及抗腐蚀性等特点，已经广泛应用于光催化降解污染物、燃料敏化太阳能电池、生物医用材料、气体传感器和光解水制氢等方面。纳米TiO₂除了具有与普通纳米材料一样的表面效应、低尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应外，还具有其特殊的性质，尤其是催化性能。一维TiO₂纳米结构（电线，棒，带和管），由于有益的几何效应，如定向电荷传输和正交电子-空穴分离，引起了相当大的关注。其中，由于其制造和控制的容易性，已经深入研究了TiO₂NTs的形态，较TiO₂纳米颗粒TiO₂纳米管阵列具有比表面积大、表面能高、易回收利用以及电子和空穴的负荷率较低等优点。但是，TiO₂纳米管阵列仍存在着一些缺点，限制了它在很多方面的应用。如，（1）TiO₂的禁带宽度较宽(锐钛矿为3.2 eV，金红石为3.0 eV)，只能吸收3-5%的太阳光能(λ＜387 nm)，利用率低；（2）TiO₂纳米管的光生电子空穴对的复合率仍然较高，光催化活性低。

发明内容

本发明目的是提供一种硫化铋修饰金纳米颗粒/二氧化钛纳米管结构的制备方法，解决上述问题。

本发明的技术方案是：

一种硫化铋修饰金纳米颗粒/二氧化钛纳米管结构的制备方法，该方法包括如下步骤：

选择基底，对所述基底预处理；

两次阳极氧化法在所述基底上制备TiO₂纳米管阵列；

通过还原获得金颗粒；

配制硫化铋和金颗粒复合溶液；

将所述TiO₂纳米管阵列放入所述硫化铋和金颗粒复合溶液中，通过烘箱法制得硫化铋修饰金纳米颗粒/二氧化钛纳米管结构。

进一步的，所述基底为钛片，所述钛片为纯钛或者钛合金，所述基底预处理为依次采用稀硝酸、丙酮、乙醇和去离子水超声清洗所述基底20-40min。

进一步的，所述两次阳极氧化法在所述基底上制备TiO₂纳米管阵列具体包括：以经过预处理的基底作为阳极，铂片作为阴极，同时插入电解液中进行两次阳极氧化，阳极氧化制得初级TiO₂纳米管阵列，将所述初级TiO₂纳米管阵列煅烧获得锐钛矿型TiO₂纳米管阵列。