[发明专利]一种金/二氧化钛纳米复合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种金/二氧化钛纳米复合物的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）以螺旋状碳纤维为模板，通过离子溅射在螺旋状碳纤维表面溅射金粒子，形成金/碳螺旋状纤维复合物；

（2）通过原子层沉积在金/碳螺旋状纤维复合物表面沉积一层二氧化钛，形成二氧化钛/金/碳螺旋状纤维复合物；

（3）对二氧化钛/金/碳螺旋状纤维复合物进行退火处理，除去内部的碳，得到中空的螺旋状金/二氧化钛纳米复合物；所述金/二氧化钛纳米复合物为中空的螺旋状金/二氧化钛纤维，其中二氧化钛以中空的螺旋状二氧化钛纤维的形式存在，金纳米粒子分散在中空的螺旋状二氧化钛纤维的内表面上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述中空的螺旋状二氧化钛纤维的内径为75-85纳米，壁厚为8～12纳米；所述金纳米粒子的尺寸为5.5～20.5纳米。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：螺旋状碳纤维的制备方法包括以下步骤：在剧烈搅拌下，将氯化铜溶液缓慢滴加到酒石酸钾溶液中，得到酒石酸铜沉淀；将沉淀过滤、洗涤，先在110℃干燥1h，然后在250℃下真空保温30 min，得铜粒子催化剂；将铜粒子催化剂放入乙炔气氛下的管式炉中，先从室温以8℃/ min的速率升至240℃，然后以2℃/min的速率升至290℃，并在此温度下保温30 min，保温后自然冷却至室温，得螺旋状碳纤维。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：金/碳螺旋状纤维复合物的制备方法包括以下步骤：将螺旋状碳纤维溶于无水乙醇中，超声分散，形成均匀溶液，然后将该溶液均匀滴加到玻璃片上，自然干燥后将玻璃片放入离子溅射装置中，以金为靶材，在真空度低于10 Pa的条件下，控制电流为10 mA，控制溅射时间为50-120 s，得到金/碳螺旋状纤维复合物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：二氧化钛/金/碳螺旋状纤维复合物的制备方法包括以下步骤：将金/碳螺旋状纤维复合物溶于无水乙醇中，超声分散，形成均匀溶液，然后将该溶液均匀滴加在玻璃片上，自然干燥后将玻璃片放入原子层沉积装置中进行二氧化钛的沉积，原子层沉积时以四异丙醇钛为钛的前驱体，以超纯水作为氧的前驱体，沉积温度为150℃，沉积周期为200～300个循环，得到二氧化钛/金/碳螺旋状纤维复合物。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：制备螺旋状碳纤维时，所述氯化铜溶液和酒石酸钾溶液的浓度均为0.1mol/L，它们以1:1的体积比混合。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：制备金/碳螺旋状纤维复合物时，超声时间为2 ~ 20 min；溅射时间为50s。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：制备二氧化钛/金/碳螺旋状纤维复合物时，超声时间为2 ~ 20 min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是：制备金/碳螺旋状纤维复合物时，超声时间为10 min。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征是：制备二氧化钛/金/碳螺旋状纤维复合物时，超声时间为5 min。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：二氧化钛/金/碳螺旋状纤维复合物的退火处理包括以下步骤：将二氧化钛/金/碳螺旋状纤维复合物置于马弗炉中，在大气气氛下升温至450℃，在此温度下恒温处理30 ~ 60 min，接着自然冷却至室温，烧掉内部的碳，得中空的螺旋状金/二氧化钛纳米复合物。

12.一种检测过氧化氢浓度的方法，其特征是包括以下步骤：

（1）按照权利要求1所述的金/二氧化钛纳米复合物的制备方法制得金/二氧化钛纳米复合物；

（2）将3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和步骤（1）所述的金/二氧化钛纳米复合物加入到磷酸盐缓冲溶液中，得到混合物；

（3）分别向步骤（2）的混合物中加入不同浓度的过氧化氢溶液，加入过氧化氢后分别在60℃下反应15-30min，检测各溶液的吸光度，绘制过氧化氢浓度和吸光度的曲线，作为标准曲线；

（4）向步骤（2）的混合物中加入未知过氧化氢浓度的溶液，在60℃下反应15-30min，检测溶液的吸光度，通过所得吸光度在标准曲线上确认过氧化氢浓度。