金属/氧化亚铜复合纳米材料的制备方法和应用_2

文档序号:9898811阅读:来源:国知局
材料,检测过氧化氢的方法包括如下步骤:
(301-1)称取Au-Ag/ Cu2O复合纳米材料和电解质溶液分散在水-异丙醇混合溶剂中,超声分散得到均相溶液,然后,将催化剂溶液滴在预处理过的玻碳电极上(GCE),在室温下瞭干后得到Au-Ag/ CU20修饰的玻碳电极;
(301-2)在双氧水存在情况下,对其进行检测双氧水的循环伏安(CV)实验。
[0015]其中,所述Au-Ag/Cu2O复合纳米材料质量为0.5 mg,电解质溶液体积为1yLjK-异丙醇混合溶剂(3:1 v/v)体积为lmL,催化剂溶液体积为10yL,双氧水的浓度为5mM;
循环伏安(CV)实验在CHI 650d电化学分析仪(CH仪器有限公司、上海)中进行,采用自制的三电极电化学装置,其组成为:一个扭曲的铂丝为辅助电极,饱和甘汞电极作为参比电极(SCE)和修饰的玻碳电极作为工作电极(0.07cm2),所有实验温度均为环境温度,电解液为0.2 mol.L—1的磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH= 7.4),用高纯氮气进行至少30 min并维持在氮气氛围中。
[0016]具体实验过程为:
利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM),对产物进行形貌结构分析,利用所制备的Au-Ag /CU20复合纳米材料修饰玻碳电极,并在N2饱和的0.2 mol.L—1的PBS溶液中进行过氧化氢检测的电催化性能研究。其中PBS溶液为0.2mol.L-1 Na2HPO4溶液和0.2 mol.L-1 NaH2PO4溶液以体积比为81:19的混合溶液,pH=7.4。
[0017]利用30% Au/Cu20和30% Ag/Cu20复合纳米材料作为对比,可以看出,Au_Ag/Cu20复合纳米材料比单金属/CU20复合电催化材料有更强的还原峰和电流响应,在电化学检测过氧化氢方面,表现出更好的电催化性能。
[0018]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
利用本发明提供的制备方法制备的Au-Ag/Cu20复合纳米材料比其他单金属复合电催化材料以及单纯的电极或立方体氧化亚铜在电化学检测过氧化氢方面,表现出更好的电催化性能。
【附图说明】
[0019]图1为利用本发明制备的Cu2O、Ag/Cu20、Au/Cu20和Au_Ag/Cu20的X射线衍射图谱; 图2为利用本发明制备的Au-Ag/Cu20复合纳米材料的透射电镜照片;
图3为单纯电极、Cu20、Ag/Cu20、Au/Cu20和Au-Ag/Cu20对双氧水检测的循环伏安曲线图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0021 ] 实施例1:制备立方体的氧化亚铜Cu2O
Cu2O的制备采用的水热合成方法;将20ml、0.009 mol.L—1的抗坏血酸溶液加入到32ml,0.391 mol.L—1的氢氧化钠溶液中,搅拌5min,再加入32ml、0.005 mol.L—1的一水醋酸铜溶液,搅拌15min,反应后用纯净水和无水乙醇洗涤、离心分离,最后于60°(:真空干燥箱中干燥12 h,得到立方体的氧化亚铜Cu2O粉末。
[0022]实施例2:制备15%-15%的Au-Ag/ Cu2O复合纳米材料
称取0.05g实施例1制备的Cu2O粉体溶于50ml纯净水中,然后功率为250W的超声机中超声分散0.5 h,再加入1.5 mU0.03 mol.L—1的HAuCl4溶液,搅拌0.5 h;然后在功率为500 W的钨灯下光照还原0.5 h,反应后用纯净水和无水乙醇洗涤、离心分离,60°C真空干燥箱中干燥后,得到Au与CU20质量比为15%的Au/ CU20复合纳米材料。
[0023]称取0.05g 15% Au/ Cu2O粉体溶于50ml纯净水中,然后在功率为250 W的超声机中超声分散0.5 h,再加入1.5 ml ,0.05 mol.L—1的AgNO3溶液,搅拌0.5 h;然后在功率为500 W的钨灯下光照还原0.5 h,反应后用纯净水和无水乙醇洗涤、离心分离,60°C真空干燥箱中干燥后得到Au、Ag与Cu2O质量比均为15%的15%-15% Au-Ag/ Cu2O复合纳米材料。
[0024]图2为利用本发明制备的Au-Ag/Cu20复合纳米材料的透射电镜照片,由图中可以看出,样品中的金属颗粒很均匀的负载在立方体氧化亚铜表面上。
[0025]实施例3:制备30% Au/ Cu2O复合纳米材料
称取0.05g实施例1制备的Cu2O粉体溶于50ml纯净水中,然后在功率为250 W的超声机中超声分散0.5 h,再加入3.0 ml、0.03 mol.L—1的HAuCl4溶液,搅拌0.5 h;然后在功率为500 W的钨灯下光照还原0.5 h,反应后用纯净水和无水乙醇洗涤、离心分离,60°C真空干燥箱中干燥后得到Au与CU20质量比为30%的Au/ CU20复合纳米材料。
[0026]实施例4:制备30% Ag/ Cu2O复合纳米材料
称取0.05g实施例1制备的Cu2O粉体溶于50ml纯净水中,然后在功率为250 W的超声机中超声分散0.5 h,再加入3.0 ml,0.05 mol.L—1的AgNO3溶液,搅拌0.5 h;然后在功率为500 W的钨灯下光照还原0.5 h,反应后用纯净水和无水乙醇洗涤、离心分离,60°C真空干燥箱中干燥后得到Ag与CU20质量比为30%的Ag/ CU20复合纳米材料。
[0027]实施例5:15%-15% Au-Ag/ Cu2O复合纳米材料电化学检测H2O2
0.5 mg 15%-15% Au-Ag/ Cu2O复合纳米材料和1yL电解质溶液(5 wt%)分散在I mL水-异丙醇混合溶剂中(3:1 v/v),超声分散至少30 min得到均相溶液。然后,将1yL催化剂溶液滴在预处理过的玻碳电极上(GCE),在室温下晾干后得到15%-15% Au-Ag/ Cu2O修饰的玻碳电极。在双氧水浓度为5mM情况下,对其进行检测双氧水的循环伏安(CV)实验,其在CHI 650d电化学分析仪(CH仪器有限公司、上海)中进行,采用自制的三电极电化学装置,其组成为:一个扭曲的铂丝为辅助电极,饱和甘汞电极作为参比电极(SCE )和修饰的玻碳电极作为工作电极(0.07cm2),所有实验温度均为环境温度,电解液为0.2 mol.L—1的磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH= 7.4),用高纯氮气进行至少30 min并维持在氮气氛围中。
[0028]利用30% Au/Cu20和30% Ag/Cu20复合纳米材料作为对比,由图3中可以看出,Au-Ag/Cu20复合纳米材料比单金属/C112O复合电催化材料在电化学检测过氧化氢方面,表现出更好的电催化性能。
[0029]图1所示为利用本发明制备的Cu20、Ag/Cu20、Au/Cu20和Au-Ag/Cu20的X射线衍射图谱,从图中可以看出,样品中含有的Cu、0、Au、Ag元素,说明该氧化亚铜复合电催化材料中含有Au、Ag元素。
[°03°]利用本发明提供的制备方法制备的Au-Ag/Cu20复合纳米材料比其他单金属复合电催化材料以及单纯的电极或立方体氧化亚铜在电化学检测过氧化氢方面,表现出更好的电催化性能。
[0031]以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种金属/氧化亚铜复合纳米材料的制备方法,其特征在于,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
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