[發明專利]Au@Cu2O復合空心微米粒子、制備方法及應用

在審

• 申請號: 201810504519.1
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108772060A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 孔春才;楊志懋;馬波;楊森
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J20/06;B01J20/30;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本發明涉及Au@Cu₂O復合空心微米粒子、制備方法及應用，所述方法包括如下步驟：步驟(1)，制備空心Cu殼；以及步驟(2)，添加氯金酸溶液，得到Au@Cu₂O復合空心微米粒子。本發明的Au@Cu₂O復合空心微米粒子具有更強的吸附能力和更多的活性位點。

技術領域

本發明屬于空心粒子材料技術領域，具體涉及Au@Cu₂O復合空心微米粒子、制備方法及應用。

背景技術

近年來，采用光催化降解水中有機污染物已成為水處理的重要研究方法，半導體光催化劑作為其中的關鍵問題成為廣大科研工作者研究的重點。常用的半導體光催化劑有二氧化鈦(TiO₂)、氧化亞銅(Cu₂O)、溴化銀(AgBr)等，然而為了實際應用的考慮，要求半導體光催化劑的禁帶寬度不能太大，毒性較低。氧化亞銅(Cu₂O)作為一種無毒的、非化學計量的窄禁帶半導體(禁帶寬度～2.2eV)，由于其能夠很好的吸收可見光，已經成為光催化降解有機污染物的重要材料。

對于純相半導體光催化劑，在光催化降解有機物過程中光生電子和空穴的復合幾率很大，嚴重制約了其光催化降解效率。研究發現當在半導體負載上金屬制備出的雙組分金屬-半導體異質結材料會大大提高體系的光催化效率。因為半導體光催化劑表面的金屬納米顆粒在光催化過程中起到俘獲電子和快速傳遞電荷的作用，抑制了光生電子和空穴的復合效率，所以顯著提高了異質結的光催化降解能力。然而，目前文獻報道的金屬-半導體異質結的復合微粒，如Au@PbS、Au@ZnS、Au@CdS、Au@Ag₂S、Au@Cu₂O、Ag@ZnO、Au@ZnO等，這些材料大都是在實心顆粒上進行負載，這種結構只有表面可以提供光催化反應的活性位點，大大制約了光催化性能的進一步提高和利用。本發明的發明人在“Copper-templatedsynthesis of gold microcages for sensitive surface-enhanced Raman scatteringactivity”中提出了用Cu置換制備Au，但是當時并沒有制備出氧化亞銅-Au異質結構，也沒有意識到金屬-半導體異質結的復合微粒的空心微粒的技術方案。“Nanoparticle-aggregated hollow copper microcages and their surface-enhanced Ramanscattering activity”是關于氧化亞銅模板應用合成多孔Cu的，仍屬于前述現有技術的普通多孔銅的制備技術或模板的制備方法。

空心結構具有更強的吸附能力和更多的活性位點，所以提出一種全新的復合的空心微米粒子及其制備方法和應用具有十分重要的意義。

發明內容

為解決上述背景技術中存在的問題，本發明旨在提供Au@Cu₂O復合空心微米粒子的制備方法，通過該方法獲得的具有空心結構的復合微米粒子不僅具有更多的活性位點，而且具有極大的表面吸附性能。

本發明的一個方面提出了Au@Cu₂O復合空心微米粒子的制備方法，包括如下步驟：

步驟(1)，制備空心Cu殼；

以及，步驟(2)，添加氯金酸溶液，得到Au@Cu₂O復合空心微米粒子。

進一步的，在步驟(1)中，制備空心Cu殼包括：

步驟(1-1)，在一定濃度的銅鹽溶液中加入堿性溶液，再加入還原劑，得到氫氧化銅，所述氫氧化銅被還原劑還原，將Cu²⁺還原為Cu⁺，得到氧化亞銅；

步驟(1-2)，步驟(1)得到的氧化亞銅放入乙二醇溶液中，先后加入所述堿性溶液和上述還原劑，所述氧化亞銅被還原劑還原，將Cu⁺還原為Cu⁰，得到空心Cu殼。