CN103433058B - Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂、制备方法及其应用 - Google Patents

Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂、制备方法及其应用，该催化剂是通过光沉积在TiO2纳米带的表面负载Cu纳米颗粒，再将负载有Cu纳米颗粒的TiO2纳米带与AuCl4 -反应负载Au纳米颗粒，形成Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂。本发明还涉及该催化剂的制备方法和应用。本发明的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂催化活性和稳定性高，选择性好；制备工艺简单，操作方便，可重复性好。

Description

Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种TiO2纳米带（TiO2-NBs即TiO2纳米带）负载Au-Cu双金属纳米颗粒整体式催化剂及其制备方法，以及该催化剂在苯甲醇、甲醇选择性氧化与CO氧化等过程中的应用，属于化学催化剂技术领域。
背景技术
双金属纳米结构材料，由于金属间的协同作用，具有远高于单一金属的优异催化活性、选择性和稳定性，因此，近年来双金属催化材料的合成及应用成为了化学材料领域研究热点之一。为了提高金属纳米颗粒的催化活性和稳定性，避免颗粒间团聚，金属纳米颗粒通常需要高度分散固载到催化剂载体的表面。对于金基纳米金属催化剂而言，TiO2是一种常用的载体材料，多种结构型态的TiO2（比如颗粒结构、介孔结构，薄膜结构等）常被用作金属颗粒的载体。研究表明，载体的结构、形貌、尺寸等对催化剂的性能都有很大影响。一维纳米材料（如TiO2纳米带）具有可集成性，可以通过简单改良的造纸技术，形成一种纳米纸。这种纳米纸具有交叉的三维多孔结构，该结构赋予催化剂高化学稳定性和热稳定性、高孔隙率和比表面积、良好的渗透性和低密度性，以及形状和尺寸可调可控性，因此这种材料非常适合用作金属纳米颗粒的载体，形成催化剂材料，应用于多相催化过程。
光沉积是一种被广泛用于在半导体光催化剂（如TiO2）表面沉积金属纳米颗粒的方法。该方法是在有半导体物质存在及光照的条件下，将金属盐溶液中金属离子还原为金属单质的过程。比如，2005年，Mark A.Barteau等通过光沉积的方法成功制备了分散均匀的Ag/TiO2和Au/TiO2催化剂(Langmuir200521:5588-5595)；2009年，Eilidh Morrison等人利用光沉积的方法制备了Cu/TiO2催化剂（Thin Solid Films2009517:5621-5624）；2013年，Ruey-an Doong等人利用光沉积的方法在钛酸盐纳米管表面沉积了Cu颗粒，成功制备了Cu-deposited TiO2/TNTs催化剂（Applied Catalysis B:Environmental2013129:48-55）。此外，原位氧化还原置换过程已被证明是一种有效合成双金属纳米颗粒的方法。比如，2007年，Xiaomao Lu等人利用原位置换的方法成功制备出了高活性Au-Ag双金属核壳结构催化剂（J.AM.CHEM.SOC.2007129:1733-1742）；2011年，Melinda Mohl等人利用原位置换的方法制备了CuPd与CuPt双金属催化剂，并表现出了良好的催化活性（J.Phys,Chem.C2011115:9403-9409）。
目前，在二氧化钛纳米带表面负载双金属Au-Cu纳米颗粒制备Au-Cu/TiO2-NBs纳米纸催化剂尚未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂、制备方法及其应用。该催化剂用于苯甲醇催化氧化制取苯甲醛、甲醇催化氧化制取甲醛、CO氧化等过程，转化率高，选择性好，并且可回收重复利用，适用于大规模工业生产。
本发明的技术方案如下：
Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂，该催化剂是通过光沉积在TiO2纳米带（TiO2-NBs即TiO2纳米带）的表面负载Cu纳米颗粒，再将负载有Cu纳米颗粒的TiO2纳米带与AuCl4 -反应负载Au纳米颗粒，形成Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；所述的TiO2纳米带长0.05～20μm，宽10～500nm，厚5～100nm，所述的Cu纳米颗粒以Cu2O的形态存在，粒径为1～3nm；所述的Au纳米颗粒粒径为1～3nm。
根据本发明，优选的，Cu纳米颗粒的负载量为1～10wt%，Au纳米颗粒的负载量为1～5wt%。
本发明Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将TiO2均匀分散在浓度为5～20mol/L的强碱溶液中，于180～220℃恒温干燥箱中水浴加热反应48～72小时，得到带状钛酸盐；然后置于浓度为0.01～0.2mol/L的酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸；最后将钛酸在550～650℃高温电炉中煅烧1～5小时，得到TiO2纳米带；
所述的纳米TiO2与强碱的质量比为1：（70～100）；
（2）Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（1）制备的TiO2纳米带分散到乙醇中，加入硝酸铜溶液，用碱溶液调pH值为7～9，通N2，用20～1000W的氙灯照射5～30min，即得Cu/TiO2-NBs溶液；
所述的TiO2纳米与乙醇的质量体积比为（0.05～0.1）：（10～50）g/ml；所述的TiO2纳米带与硝酸铜的质量比为1：（0.5～1）；
（3）Au-Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（2）制备的Cu/TiO2-NBs溶液加入到1～20g/L HAuCl4溶液中，通N2，反应5～30min，抽滤，水洗，烘干，即得Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；
所述的Cu/TiO2-NBs溶液加入到HAuCl4溶液中后Cu2+与Au3+的摩尔比为（1～30）：1。
本发明步骤（1）中，优选的，所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；
优选的，所述的酸溶液为盐酸溶液或硝酸溶液。
本发明步骤（2）中，优选的，所述的TiO2纳米带与硝酸铜的质量比为1：（0.6～0.7）；
优选的，所述的碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；
优选的，所述的TiO2纳米与乙醇的质量体积比为（0.05～0.1）：（10～20）g/ml；
优选的，所述氙灯光照为用20～500W氙灯照射10～20min。
本发明步骤（3）中，优选的，所述的Cu/TiO2-NBs加入到HAuCl4溶液中后Cu2+与Au3+的摩尔比为（5～15）：1；
优选的，所述的反应时间为10～20min；
优选的，所述的水洗为用超纯水水洗。
本发明Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂应用于苯甲醇催化氧化制取苯甲醛、甲醇催化氧化制取甲醛以及CO氧化过程。
本发明提供了一种光沉积-原位置换合成Au-Cu/TiO2-NBs纳米结构催化剂的方法，该方法主要包括两部分：TiO2纳米带的制备和双金属颗粒的负载。TiO2纳米带是将TiO2采用水热法在高温强碱溶液中生长形成，然后利用光沉积的方法在TiO2纳米带的表面负载Cu纳米颗粒，并通过原位置换法将其与AuCl4 -反应形成双金属Au-Cu纳米颗粒，从而制得Au-Cu/TiO2-NBs纳米结构整体式催化剂材料，然后将催化剂材料抽膜制片得到整体式催化剂；Cu纳米颗粒和Au纳米颗粒均匀分布在二氧化钛纳米带的各个面及各个棱上；该双金属催化剂改善了单一金属Au/TiO2-NBs催化剂催化活性低稳定性差的缺点。对于苯甲醇催化氧化（分子氧）转化为苯甲醛的过程，Au-Cu/TiO2纳米复合催化材料表现出了高催化活性、高选择性和高稳定性。
本发明具有以下优点：
（1）本发明通过光沉积-原位置换法制得表面贵金属颗粒分布均匀的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂，工艺简单，操作方便，可重复性好。
（2）本发明方法制备的的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂，其表面金属颗粒尺寸、负载量可调可控，可以简单通过改变溶液中Au、Cu组成比例来提高催化剂的催化活性与稳定性；
（3）本发明制备的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构，是经过抽滤压膜，制得整体纳米纸催化剂，能够宏观独立存在，且易于回收循环利用。
（4）本发明的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂催化活性和稳定性高，选择性好。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的扫描电子显微镜（SEM）照片。
图2为本发明实施例1制得的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂催化前高分辨透射电子显微镜（HRTEM）照片。
图3为本发明实施例1制得的Au-Cu/TiO2-NBs催化后高分辨透射电子显微镜（HRTEM）照片。
图4为本发明实施例1制得的Au-Cu/TiO2-NBs纳米带双金属催化剂XRD图片。
图5为本发明实施例1制得的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的光学照片。
图6为本发明实施例1制得的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂在立式石英管反应器中的光学照片。
图7为本发明空白TiO2纳米带、实施例1、对比例1、对比例2制得的催化剂催化氧化苯甲醇实验结果比较图。
图8为本发明实施例1制得的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂对苯甲醇气相催化氧化的结果曲线。
具体实施方式
下面结合实施例及说明书附图对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。
实施例中所用原料均为常规试剂，市购产品。
实施例1
Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将1.75g纳米TiO2P25均匀分散于350ml浓度为10mol/L氢氧化钠溶液中，于恒温干燥箱中200℃水浴加热反应72小时，得到带状钛酸钠，然后将带状钛酸钠样品置于800mL浓度为0.1mol/L盐酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸，最后将带状钛酸放入600℃电炉中煅烧2h，进而得到TiO2纳米带；
（2）Cu/TiO2-NBs的制备
取步骤（1）制备的TiO2纳米带0.1g于含有50mL乙醇的烧杯中，加入3mL0.1mol/LNaOH溶液调pH值，超声分散，通N2，得溶液1-1；
取5mL0.1mol/L的硝酸铜溶液于含有50mL乙醇的烧杯中，超声分散，通N2，得溶液1-2；
在边通N2边磁力搅拌的条件下，将溶液1-2倒入溶液1-1中，并立即用500W氙灯照射10min，即得Cu/TiO2-NBs溶液；
（3）Au-Cu/TiO2-NBs的制备
取3mL10g/L HAuCl4溶液于烧杯中，用超纯水稀释,通N2，得溶液1-3；
在边通N2边磁力搅拌的条件下，溶液1-3倒入步骤（2）制得的Cu/TiO2-NBs溶液中，避光反应10min后抽滤、洗涤，烘干，即得Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；
所述的Cu/TiO2-NBs溶液加入到溶液1-3中后Cu2+与Au3+的摩尔比为10：1；
所述的Cu纳米颗粒以Cu2O的形态存在，粒径为1～3nm；所述的Au纳米颗粒粒径为1～ 3nm。
本实施例制备的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的扫描电子显微镜（SEM）照片如图1所示，催化剂在催化前的高分辨透射电子显微镜（HRTEM）照片如图2所示，从图2中可以看出TiO2纳米带表面成功负载了分布均匀的金属纳米颗粒；催化剂在催化后的高分辨透射电子显微镜（HRTEM）照片如图3所示，从图2、3中可以看出反应前后颗粒形貌基本没有改变。
本实施例制备的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的XRD图片如图4所示，从图4中可以看出Au、Cu成功负载在TiO2纳米带表面，但Cu以Cu2O的形态存在。
对比例1
Cu/TiO2-NBs金属纳米结构催化剂的制备，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将1.75g纳米TiO2P25均匀分散于350ml浓度为10mol/L氢氧化钠溶液中，于恒温干燥箱中200℃水浴加热反应72小时，得到带状钛酸钠，然后将带状钛酸钠样品置于800mL浓度为0.1mol/L盐酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸，最后将带状钛酸放入600℃电炉中煅烧2h，进而得到TiO2纳米带；
（2）Cu/TiO2-NBs的制备
取步骤（1）制备的TiO2纳米带0.1g于含有50mL乙醇的烧杯中，加入3mL0.1mol/LNaOH溶液调pH值，超声分散，通N2，得溶液2-1；
取5mL0.1mol/L硝酸铜溶液于含有50mL乙醇的烧杯中，超声分散，通N2，得溶液2-2；
在边通N2边磁力搅拌的条件下，将溶液1-2倒入溶液1-1中，并立即用500W氙灯照射10min，光照完毕后抽滤、洗涤、烘干，即得Cu/TiO2-NBs金属纳米结构催化剂。
对比例2
Au/TiO2-NBs金属纳米结构催化剂的制备，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将1.75g纳米TiO2P25均匀分散于350ml浓度为10mol/L氢氧化钠溶液中，于恒温干燥箱中200℃水浴加热反应72小时，得到带状钛酸钠，然后将带状钛酸钠样品置于800mL浓度为0.1mol/L盐酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸，最后将带状钛酸放入600℃电炉中煅烧2h，进而得到TiO2纳米带；
（2）Au/TiO2-NBs的制备
取取步骤（1）制备的TiO2纳米带0.1g于含有50mL0.1mol/L NaOH溶液的烧杯中，加入10mL10g/L HAuCl4溶液，滴加2mL0.02mol/L柠檬酸钠溶液，超声分散后于500W氙灯下照射3min,光照完毕后抽滤、洗涤、烘干，即得Au/TiO2-NBs金属纳米结构催化剂。
应用例
将实施例1制备的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂用于苯甲醇催化氧化制备苯甲醛，并将对比例1、对比例2制备的催化剂用于苯甲醇催化氧化制备苯甲醛作对比，具体步骤如下：
苯甲醇催化氧化制备苯甲醛反应在小型气相催化反应装置中进行，以苯甲醇催化氧化制备苯甲醛的转化率、苯甲醛的选择性和苯甲醛的收率为标准；
常压下，苯甲醇以20μL/min的速率由注射泵进入220℃预热炉中进行汽化；同时O2以7.9mL/min，N2以43.5mL/min的速率进入预热炉进行预热。经充分汽化、混合后，三种气体进入240℃装有20mg催化剂的反应炉中；反应后，混合物通过冷阱进行冷凝回收，用气相色谱进行检测。催化结果如附图7、8所示。
附图7为空白TiO2纳米带、对比例2、对比例1、实施例1制备的催化剂的催化性能比较，上述催化剂分别为空白TiO2纳米带、TiO2纳米带负载金催化剂、TiO2纳米带负载铜催化剂和TiO2纳米带负载Au、Cu双金属催化剂，在240℃，常压下，反应6h所得的苯甲醇转化率、苯甲醛选择性和苯甲醛产率。
由图7中数据可以看出：与其他催化剂相比，Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂催化反应的转化率和选择性都比较高，分别达93%和98%以上；表现出了优良的催化性能，是一种极具应用前景的新型催化剂。
附图8为实施例1制得的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂催化氧化苯甲醇长时间反应实验结果，由图8中可以看出，长时间催化反应苯甲醇转化率与苯甲醛选择性都相当稳定，由此表明Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂具有较高稳定性。
实施例2
Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将纳米TiO2均匀分散在浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液中，于180℃恒温干燥箱中水浴加热反应48小时，得到带状钛酸钠；然后置于浓度为0.01mol/L的盐酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸；最后将钛酸在550℃高温电炉中煅烧1小时，得到TiO2纳米带；
所述的纳米TiO2与氢氧化钠质量比为1：70；
（2）Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（1）制备的TiO2纳米带分散到乙醇中，加入硝酸铜溶液，用NaOH溶液调pH值为7，通N2，用20W的氙灯照射30min，即得Cu/TiO2-NBs溶液；
所述的TiO2纳米与乙醇的质量体积比为0.05：10g/ml；所述的TiO2纳米带与硝酸铜的质量比为1：1；
（3）Au-Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（2）制备的Cu/TiO2-NBs溶液加入到1g/L HAuCl4溶液中，通N2，反应30min，抽滤，水洗，烘干，即得Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；
所述的Cu/TiO2-NBs溶液加入到HAuCl4溶液中后Cu2+与Au3+的摩尔比为1：1。
实施例3
Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将纳米TiO2均匀分散在浓度为20mol/L的氢氧化钠溶液中，于180℃恒温干燥箱中水浴加热反应48小时，得到带状钛酸钠；然后置于浓度为0.2mol/L的盐酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸；最后将钛酸在650℃高温电炉中煅烧5小时，得到TiO2纳米带；
所述的纳米TiO2与氢氧化钠质量比为1：100；
（2）Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（1）制备的TiO2纳米带分散到乙醇中，加入硝酸铜溶液，用NaOH溶液调pH值为9，通N2，用1000W的氙灯照射5min，即得Cu/TiO2-NBs溶液；
所述的TiO2纳米与乙醇的质量体积比为0.1：10g/ml；所述的TiO2纳米带与硝酸铜的质量比为1：0.7；
（3）Au-Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（2）制备的Cu/TiO2-NBs溶液加入到20g/L HAuCl4溶液中，通N2，反应5min，抽滤，水洗，烘干，即得Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；
所述的Cu/TiO2-NBs溶液加入到HAuCl4溶液中后Cu2+与Au3+的摩尔比为30：1。
实施例4
Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将纳米TiO2均匀分散在浓度为10mol/L的氢氧化钾溶液中，于200℃恒温干燥箱中水浴加热反应48小时，得到带状钛酸钾；然后置于浓度为0.1mol/L的盐酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸；最后将钛酸在600℃高温电炉中煅烧3小时，得到TiO2纳米带；
所述的纳米TiO2与氢氧化钾质量比为1：80；
（2）Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（1）制备的TiO2纳米带分散到乙醇中，加入硝酸铜溶液，用KOH溶液调pH值为8，通N2，用500W的氙灯照射20min，即得Cu/TiO2-NBs溶液；
所述的TiO2纳米与乙醇的质量体积比为0.1：40g/ml；所述的TiO2纳米带与硝酸铜的质量比为1：0.8；
（3）Au-Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（2）制备的Cu/TiO2-NBs溶液加入到10g/L HAuCl4溶液中，通N2，反应30min，抽滤，水洗，烘干，即得Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；
所述的Cu/TiO2-NBs溶液加入到HAuCl4溶液中后Cu2+与Au3+的摩尔比为10：1。
实施例5
Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将纳米TiO2均匀分散在浓度为15mol/L的氢氧化钾溶液中，于220℃恒温干燥箱中水浴加热反应72小时，得到带状钛酸钾；然后置于浓度为0.1mol/L的盐酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸；最后将钛酸在600℃高温电炉中煅烧5小时，得到TiO2纳米带；
所述的纳米TiO2与氢氧化钾质量比为1：90；
（2）Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（1）制备的TiO2纳米带分散到乙醇中，加入硝酸铜溶液，用KOH溶液调pH值为9，通N2，用800W的氙灯照射10min，即得Cu/TiO2-NBs溶液；
所述的TiO2纳米与乙醇的质量体积比为0.1：30g/ml；所述的TiO2纳米带与硝酸铜的质量比为1：0.6；
（3）Au-Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（2）制备的Cu/TiO2-NBs溶液加入到15g/L HAuCl4溶液中，通N2，反应20min，抽滤，水洗，烘干，即得Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；
所述的Cu/TiO2-NBs溶液加入到HAuCl4溶液中后Cu2+与Au3+的摩尔比为15：1。

Claims (9)

1.Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂，其特征在于，该催化剂是通过光沉积在TiO2纳米带（TiO2-NBs即TiO2纳米带）的表面负载Cu纳米颗粒，再将负载有Cu纳米颗粒的TiO2纳米带与AuCl4 -反应负载Au纳米颗粒，形成Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；所述的TiO2纳米带长0.05～20 μm，宽10～500 nm，厚5～100 nm，所述的Cu纳米颗粒以Cu2O的形态存在，粒径为1～3nm；所述的Au纳米颗粒粒径为1~3nm；所述的Cu纳米颗粒的负载量为1～10 wt% ，Au纳米颗粒的负载量为1～5 wt%。
2.Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，步骤如下：
（1）TiO2纳米带的制备
将TiO2均匀分散在浓度为5~20mol/L的强碱溶液中，于180～220℃恒温干燥箱中水浴加热反应48～72小时，得到带状钛酸盐；然后置于浓度为0.01~0.2 mol/L的酸溶液中进行酸化，得到带状钛酸；最后将钛酸在550～650℃高温电炉中煅烧1～5小时，得到TiO2纳米带；
所述的纳米TiO2与强碱的质量比为1：（70～100）；
（2）Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（1）制备的TiO2纳米带分散到乙醇中，加入硝酸铜溶液，用碱溶液调pH值为7～9，通N2，用20～1000 W的氙灯照射5~30min，即得Cu/TiO2-NBs溶液；
所述的TiO2纳米与乙醇的质量体积比为（0.05～0.1 ）：（10～50）g/ml；所述的TiO2纳米带与硝酸铜的质量比为1：（0.5～1）；
（3）Au-Cu/TiO2-NBs的制备
将步骤（2）制备的Cu/TiO2-NBs溶液加入到1~20g/L HAuCl4溶液中，通N2，反应5～30 min，抽滤，水洗，烘干，即得Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂；
所述的Cu/TiO2-NBs溶液加入到HAuCl4溶液中后Cu2+与Au3+的摩尔比为（1～30）：1。
3.根据权利要求2所述的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
4.根据权利要求2所述的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的酸溶液为盐酸溶液或硝酸溶液。
5.根据权利要求2所述的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的TiO2纳米带与硝酸铜的质量比为1：（0.6～0.7）；所述的碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
6.根据权利要求2所述的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的TiO2纳米与乙醇的质量体积比为（0.05～0.1 ）：（10～20）g/ml，所述氙灯光照为用20～500W氙灯照射10～20 min。
7.根据权利要求2所述的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的Cu/TiO2-NBs加入到HAuCl4溶液中后Cu2+与Au3+的摩尔比为（5～15）：1；所述的反应时间为10～20 min。
8.根据权利要求2所述的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的水洗为用超纯水水洗。
9.权利要求1所述的Au-Cu/TiO2-NBs双金属纳米结构整体式催化剂应用于苯甲醇催化氧化制取苯甲醛、甲醇催化氧化制取甲醛以及催化CO氧化过程。
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