Cu2O@rGO纳米复合材料在双重光催化和传感应用中的研究

《Industrial & Engineering Chemistry Research》：Cu2O@rGO Nanocomposite for Dual Photocatalytic and Sensing Applications

Cu?O@rGO纳米复合材料通过一锅法合成，兼具光催化还原Cr(VI)和电化学传感葡萄糖功能。rGO作为载体通过降低带隙、分散Cu?O颗粒，减少激子复合并增强电子转移，机理揭示光催化为直接电子转移，传感过程中Cu(I)氧化为Cu(III)催化葡萄糖转化为葡萄糖酸，对生物活性物质干扰具有强抗性。

　　

我们报道了一种简便的一步法合成Cu₂O@rGO纳米复合材料的方法：5 ± 2纳米的Cu₂O纳米颗粒均匀地沉积在还原氧化石墨烯（rGO）片层上。在此过程中，利用羟胺作为还原剂，通过一个步骤同时实现了氧化石墨烯（GO）向rGO的还原以及氢氧化铜向Cu₂O的转化。该材料具有双重功能：在可见光照射下可作为光催化剂将有毒的Cr(VI)还原为Cr(III)；同时还能用于非酶促电化学方法检测葡萄糖分子。作为支撑材料的rGO通过减小带隙、抑制Cu₂O颗粒的聚集、降低光生激子的复合速率以及提高光生或电生电子的转移效率，从而提升了光催化或电催化反应的速度。对还原机制的研究表明，还原反应是通过电子从导带直接转移到Cr(VI)分子上实现的。在电化学检测过程中，Cu(I)被氧化为Cu(III)，随后Cu(III)将葡萄糖氧化为葡萄糖酸；该过程在血液中存在的生物活性化合物（抗坏血酸、尿酸、多巴胺和NaCl）存在的情况下仍具有高度选择性。