[发明专利]一种Cu2

说明书

本发明提供一种Cu₂O@BiOI复合材料及其制备方法和应用，属于光电化学传感器制造和检测分析技术领域。本发明首次将BiOI与Cu₂O进行结合，以BiOI作为支撑材料，解决了过渡金属氧化物颗粒易团聚的问题，使Cu₂O纳米颗粒均匀分布，增大比表面积，充分暴露催化活性位点；进一步的，将Cu₂O纳米粒子和BiOI纳米片复合生长在基底(如FTO)上制备得到的复合电极具有高催化活性、高灵敏度、宽线性范围、良好的稳定性、高选择性和优良的光电化学性能，且该材料被证明适用于真实样品中的H₂O₂检测，误差极低，可以满足实际应用的需求。

技术领域

本发明属于光电化学传感器制造和检测分析技术领域，具体涉及一种 Cu₂O@BiOI复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着信息时代的到来，获得准确、可靠的信息对现代化生产具有指导性意义，生物传感器是获得自然界及生产领域信息的主要途径和重要手段。其中，生物传感器自1962年提出设想以来，已经有五十多年的研究历史，广泛渗透到国民生产的各个领域，已成功应用于组织、细胞、核苷酸及生物小分子的传感，例如葡萄糖、过氧化氢(H₂O₂)等。过氧化氢(H₂O₂)具有很强的氧化、杀菌和漂白作用，广泛应用于食品工业、轻工业、环保和医疗领域。但它严重影响细胞功能和代谢，许多病理变化的发生和体内H₂O₂超标密切相关，如DNA损伤、神经功能退化、自身免疫性疾病、帕金森病，甚至癌症。因此，开发一种高效、准确、快速、低成本的H₂O₂检测方法具有重要意义。

目前检测H₂O₂含量的检测方法很多，包括氧化还原滴定法、化学发光法、荧光分光光度法、电化学法等。其中，酶基电化学方法因其灵敏度高、选择性好而得到了广泛的研究，但酶在传感器中的应用因其固有的稳定性差、固定复杂等局限性而受到限制。因此人们对能够替代酶的贵金属材料做了大量的研究，以发挥出色的催化作用，称为非酶传感器。目前，虽然铂、金、银等贵金属纳米粒子已被用于电化学检测H₂O₂，但它们仍存在成本高、背景电流大、灵敏度低等缺点，难以满足实际应用。

过渡金属及其氧化物纳米粒子由于尺寸效应具有独特的光学和电子性能，广泛应用于传感器电极材料的研究，如TiO₂、Fe₃O₄、Cu₂O、MnO₂等。其中，Cu₂O纳米粒子具有良好的导电性，价格低廉，对H₂O₂具有较高的催化活性。但其粒子容易团聚，光吸收范围相对较小。同时，卤素氧化物中的BiOI是一种优良的光敏材料，是BiOX中带隙(约1.9eV)最小的可见光驱动光催化剂。遗憾的是，BiOI中仍然存在光生载流子的快速复合的问题，导致单一BiOI的光催化效率有限。

发明内容

针对上述现有技术，经长期的技术与实践探索，本发明提供了一种 Cu₂O@BiOI复合材料及其制备方法和应用，本发明首次将Cu₂O纳米粒子和BiOI纳米片复合生长在基底(如FTO)上，制备得到的复合电极具有高催化活性、高灵敏度、宽线性范围、良好的稳定性、高选择性和优良的光电化学性能，且该材料被证明适用于真实样品中的H₂O₂检测，误差极低，可以满足实际应用的需求。

本发明是通过如下技术方案实现的：