一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法，具体制备步骤为：在搅拌过程中，将硝酸钴、硝酸镍和尿素溶于水中，待全部溶解后，缓慢加入溶有PEO‑PPO‑PEO三嵌段共聚物F127的乙二醇和无水乙醇的混合溶液，在180℃下保温3h，然后取出冷却至室温，再将制备得到的产物离心、洗涤、干燥，最后将干燥后的样品以5℃/min的升温速率升到250℃再退火，即得非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料。该纳米多孔NiCo2O4材料应用于对葡萄糖的检测具有长期稳定性好、选择性好以及灵敏度高的优点。

Preparation of a non-enzymatic catalytic material for glucose electrolysis

The invention discloses a preparation method of non-enzymatic glucose electrolysis catalytic material. The specific preparation steps are as follows: in the stirring process, cobalt nitrate, nickel nitrate and urea are dissolved in water, and after all dissolution, a mixture of ethylene glycol and anhydrous ethanol dissolved in PEO PPO PEO triblock copolymer F127 is slowly added, which is kept for 3 hours at 180 C, then cooled to room temperature, and then cooled to room temperature. The prepared products were centrifuged, washed and dried. Finally, the dried samples were annealed at 250 (?) C at a heating rate of 5 (?) C/min. The non-enzymatic catalytic material for glucose electrolysis was obtained, which was nanoporous NiCo2O4 material. The nanoporous NiCo2O4 material has the advantages of good long-term stability, good selectivity and high sensitivity in the detection of glucose.

【技术实现步骤摘要】
一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法
本专利技术涉及葡萄糖检测
，更具体的说是涉及一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法。
技术介绍
葡萄糖的检测对各种疾病，如糖尿病、冠心病、内分泌代谢紊乱等血液里糖的检测和控制、食品加工、生物加工等都十分重要。这种重要性的直观体现是用于血糖检测的传感器占所有生物传感器产品的85％的市场份额。早期的葡萄糖生物传感检测是依赖于葡萄糖氧化酶的氧化反应来进行，但是基于酶的葡萄糖生物电化学传感器，存在着复杂的固定技术、严苛的操作环境、本身固有的不稳定性等缺点。因此，研发具有制作简单、高灵敏度、良好选择性的非酶葡萄糖电化学传感器十分重要。影响非酶葡萄糖电化学传感性能的关键因素是电极催化材料。多孔结构由于具有高的比表面积、高吸附性、高孔隙率、低密度、高的透过性等显著优点，已被广泛应用作超级电容器的电极材料、锂离子电池的电极材料、气敏材料、光催化材料等，使其性能大大提高。有鉴于此，如何制备一种多孔结构、性能好的非酶葡萄糖电解催化材料成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法制备了一种纳米多孔NiCo2O4材料，该材料应用于对葡萄糖的检测具有长期稳定性好、选择性好以及灵敏度高的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法，采用PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127为软模板剂，以硝酸镍、硝酸钴为无机原料来制备非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料。优选的，具体制备步骤如下：在搅拌过程中，将硝酸钴、硝酸镍和尿素溶于水中，待全部溶解后，缓慢加入溶有PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127的乙二醇和无水乙醇的混合溶液，在一定温度下保温3h，然后取出冷却至室温，再将制备得到的产物离心、洗涤、干燥，最后将干燥后的样品以5℃/min的升温速率升到250℃再退火，即得非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料。优选的，所述硝酸钴、硝酸镍、尿素以及水的添加摩尔比例为：硝酸钴：硝酸镍：尿素：水＝1：1.9～2.1：17～19：0.16～0.19。优选的，所述乙二醇以及无水乙醇的混合液的体积比例为：1：2，PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127与混合醇溶剂的浓度比例为0.007～0.009g/ml。优选的，溶剂热反应温度为：150～200℃。优选的，所述退火时间为：2～4h。优选的，所述PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127的平均分子量为12600。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：1、本专利技术公开的非酶葡萄糖电解催化材料具有制作简单、成本低以及可大规模生产的优点；2、本专利技术制备的非酶葡萄糖电解催化材料为纳米多孔NiCo2O4材料，该过渡金属氧化物电极催化材料具有稳定尖晶石结构，其由于晶胞的间隙空间中存在大量的空位，便于电子的传输，且尖晶石结构中存在的多种金属离子及其两种子晶格之间的相互替换，可提升内在的材料特性如光学、电学和催化性能。此外，具有尖晶石结构的钴酸盐，其热动态稳定性好，且两种金属离子相互协同作用，使其在非酶葡萄糖电化学传感的电极材料领域具有良好的应用前景。3、非酶葡萄糖电化学传感器对葡萄糖分子的检测是在催化剂的表面进行的，本专利技术将具有稳定的尖晶石结构的NiCo2O4与多孔结构相结合，可以降低反应物和产物的传质阻力，还有利于活性组分在表面的分散，能提供大的表面积和更多的活性位点，从而大幅度提高催化剂的性能，该材料应用作非酶葡萄糖电化学传感催化电极材料，可获得优异的电催化性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1制备的纳米多孔NiCo2O4材料的XRD图；图2为本专利技术实施例1制备的纳米多孔NiCo2O4材料SEM形貌图，其中(a)为低倍的SEM图，(b)为高倍的SEM图；图3为本专利技术实施例1制备的纳米多孔NiCo2O4材料修饰的电极在0.15M的NaOH溶液中，扫描速率为50mV·s-1下，未加入和加入1mM葡萄糖时的CV曲线；图4为本专利技术实施例1制备的纳米多孔NiCo2O4材料修饰的电极在加入1mM葡萄糖的0.15M的NaOH溶液中的电催化性能，其中，(a)为扫描速率从10到180mV·s-1下的CV曲线，(b)为峰值电流对扫描速率平方根的关系图；图5为本专利技术实施例1制备的纳米多孔NiCo2O4材料所修饰的电极的灵敏度测试，其中，(a)为NiCo2O4修饰的电极在0.15M的NaOH溶液中，工作电压0.50V下，连续加入葡萄糖时的I-t曲线；(b)为NiCo2O4修饰的电极对葡萄糖的校准曲线。图6为本专利技术实施例1制备的纳米多孔NiCo2O4材料所修饰的电极对0.02mM葡萄糖的响应时间；图7为本专利技术实施例1制备的纳米多孔NiCo2O4材料对葡萄糖检测选择性的I-t曲线；图8为本专利技术实施例1制备的纳米多孔NiCo2O4材料所修饰的电极灵敏度长期稳定性测试。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一、本专利技术采用PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127为软模板剂，以硝酸镍、硝酸钴为无机原料来制备非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料(PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127的平均分子量为12600)。实施例1在搅拌过程中，将硝酸钴、硝酸镍和尿素按摩尔比例为1：2：18溶于0.185mol的水中，待全部溶解后，缓慢加入溶有PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127的乙二醇和无水乙醇的混合溶液，其浓度比为0.008g/ml，在180℃下保温3h，然后取出冷却至室温，再将制备得到的产物离心、洗涤、干燥，最后将干燥后的样品以5℃/min的升温速率升到250℃再退火3h，即得非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料。实施例2在搅拌过程中，将硝酸钴、硝酸镍和尿素按摩尔比例为1：1.9：17溶于0.187mol的水中，待全部溶解后，缓慢加入溶有PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127的乙二醇和无水乙醇的混合溶液，其浓度比为0.007g/ml，在150℃下保温3h，然后取出冷却至室温，再将制备得到的产物离心、洗涤、干燥，最后将干燥后的样品以5℃/min的升温速率升到250℃再退火4h，即得非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料。实施例3在搅拌过程中，将硝酸钴、硝酸镍和尿素按摩尔比例为1：2.1：19溶于0.19mol的水中，待全部溶解后，缓慢加入溶有PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127的乙二醇和无水乙醇的混合溶液，其浓度比为0.009g/ml，在200℃下保温3h，然后取出冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法，其特征在于，采用PEO‑PPO‑PEO三嵌段共聚物F127为软模板剂，以硝酸镍、硝酸钴为无机原料来制备非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料。

【技术特征摘要】
1.一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法，其特征在于，采用PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127为软模板剂，以硝酸镍、硝酸钴为无机原料来制备非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料。2.根据权利要求1所述的一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：在搅拌过程中，将硝酸钴、硝酸镍和尿素溶于水中，待全部溶解后，缓慢加入溶有PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127的乙二醇和无水乙醇的混合溶液，在一定温度下保温3h，然后取出冷却至室温，再将制备得到的产物离心、洗涤、干燥，最后将干燥后的样品以5℃/min的升温速率升到250℃再退火，即得非酶葡萄糖电解催化材料，该材料即为纳米多孔NiCo2O4材料。3.根据权利要求2所述的一种非酶葡萄糖电解催化材料的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖雪春，王毓德，张轩铭，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53