[发明专利]一种Au/ZnO复合材料在光电化学传感器电极中的应用

说明书

本发明提出一种Au/ZnO复合材料在光电化学传感器电极中的应用，所述Au/ZnO复合材料包括Au纳米颗粒和多孔ZnO纳米带，Au纳米颗粒均匀负载在多孔ZnO纳米带表面。本发明提出的一种Au/ZnO复合材料在光电化学传感器电极中的应用，利用Au纳米颗粒的局域表面等离子体共振拓宽宽禁带半导体ZnO的吸收光波长，从而提升了ZnO材料的光电性能，当将Au/ZnO复合材料用于光电化学传感器后，可实现对4‑硝基苯酚(PNP)有特异性响应和高灵敏检测。

技术领域

本发明涉及光电化学检测技术领域，尤其涉及一种Au/ZnO复合材料在光电化学传感器电极中的应用。

背景技术

4-硝基苯酚(PNP)是一种重要的中间体原料，其在农药、医药等化工生产中都扮演着十分重要的角色。但是，PNP的化学性质稳定，半衰期长，会在环境中长期存在，因此由于人们在生产中大量的使用PNP导致了环境的严重破坏，EPA和EEA先后于1980年及2000年将PNP列入优先监测的工业废水污染物清单中。

目前PNP的常规检测方式为气相色谱，高效液相色谱法，表面增强拉曼散射法，由于这些方式所使用的的仪器设备庞大且昂贵、运行费用高，存在安全隐患，检测时效性不强，难以实现在线检测。尽管还有研究人员发展出荧光，电化学，电泳等检测方式，但是这些方法也有检测限不够低，瞬时响应不够快的缺点，因此需要开发出另一种高灵敏，低检测限的瞬时检测方式。

光催化技术被认为是今后50年解决环境污染问题最有希望的技术之一，已有报道表明，光催化降解4-硝基苯酚污染物已经得到了广泛的研究，因此将光催化与电催化结合的光电化学传感器为4-硝基苯酚准确分析带来了新的机遇。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种Au/ZnO复合材料在光电化学传感器电极中的应用，利用Au纳米颗粒的局域表面等离子体共振拓宽宽禁带半导体ZnO的吸收光波长，从而提升了ZnO材料的光电性能，当将Au/ZnO复合材料用于光电化学传感器后，可实现对4-硝基苯酚有特异性响应和高灵敏检测。

本发明提出一种Au/ZnO复合材料在光电化学传感器电极中的应用，所述Au/ZnO复合材料包括Au纳米颗粒和多孔ZnO纳米带，Au纳米颗粒均匀负载在多孔ZnO纳米带表面。

优选地，所述Au纳米颗粒的粒径为2-10nm。

本发明还提出一种光电化学传感器电极，该电极包括Au/ZnO复合材料和ITO基底，Au/ZnO复合材料均匀负载在ITO基底表面。

优选地，所述电极的制备方法包括如下步骤：

S1、将Au源与ZnSe·0.5N₂H₄纳米带混合反应，得到Au/ZnSe·0.5N₂H₄复合材料；

S2、将Au/ZnSe·0.5N₂H₄复合材料组装在ITO表面，得到Au/ZnSe·0.5N₂H₄/ITO复合材料，煅烧后，即得到所述光电化学传感器电极。

优选地，步骤S1具体包括：将HAuCl₄的水溶液加入到ZnSe·0.5N₂H₄纳米带的乙醇溶液中混合，10-50℃下搅拌反应30-60min，得到Au/ZnSe·0.5N₂H₄复合材料；

优选地，HAuCl₄与ZnSe·0.5N₂H₄纳米带的摩尔比为不大于0.03:1，优选为0.01:1。