一种硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列‑MOF复合材料、其制备方法及应用，属于纳米复合材料技术领域。本发明专利技术在碳布表面生长过渡金属氧化物纳米阵列，并以此为柔性基底原位生长MOF材料，最后引入硼酸基功能单体，所述不同种类、不同形貌的MOF材料以单分散形式均匀分布在金属氧化物纳米阵列表面。本发明专利技术的制备方法简单、条件温和、形貌可调、结构可控、组分分布均匀，保留了金属氧化物纳米阵列和MOF材料多孔框架结构的完整性，兼具了良好的导电性能、金属氧化物及MOF材料优异的电催化性能，同时，复合材料表面经硼酸功能基团的修饰，作为柔性自支撑电极材料，可特异性识别顺式二羟基的生物分子。

【技术实现步骤摘要】
一种硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料、其制备方法及应用
本专利技术属于纳米复合材料
，具体涉及一种硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料、其制备方法及应用。
技术介绍
过渡金属氧化物纳米材料具有良好的半导性、电催化性和氧化还原能力，并且它们成本比较低，因此在生物传感领域受到了广泛关注。但所构建的生物传感器性能普遍不高。主要原因在于：1)非贵金属氧化物属于半导体材料，具有半导体的特征，导电性差，电子转移速率缓慢，从而传感器灵敏度低；2)非贵金属氧化物纳米材料简单堆积，有效反应面积较小，构建的生物传感器性能不高；3)大多数合成的非贵金属无酶传感纳米材料都需要使用导电粘接剂固定在玻碳等电极上，粘接剂的使用会掩埋部分活性位点，降低催化活性。近年来，科研工作者将金属氧化物与碳材料进行复合，不仅可以解决金属氧化物导电性差的问题，又可以利用碳材料和金属氧化物纳米材料对目标分析物的协同催化作用，进一步提升电极材料的催化活性，从而改善传感器性能。同时，为进一步提高生物传感的响应信号，对传感材料进行生物分子修饰，提高其特异性识别能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：/n(a)金属氧化物纳米阵列的制备：首先通过水热法、溶剂热法、电化学沉积法结合碳化处理，在碳布表面生长铜、钴、镍、铁、锌、锰中的任意一种或两种，形成单金属或双金属氧化物纳米阵列；/n(b)MOF材料修饰金属氧化物纳米阵列的制备：以步骤(a)得到的金属氧化物纳米阵列为基底，加入5-20重量份表面活性剂、20-200重量份有机配体、100-800重量份有机溶剂、5-20重量份金属盐，原位生长MOF材料，得到金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料；/n(c)硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料的制备：将步骤(b...

【技术特征摘要】
1.一种硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(a)金属氧化物纳米阵列的制备：首先通过水热法、溶剂热法、电化学沉积法结合碳化处理，在碳布表面生长铜、钴、镍、铁、锌、锰中的任意一种或两种，形成单金属或双金属氧化物纳米阵列；
(b)MOF材料修饰金属氧化物纳米阵列的制备：以步骤(a)得到的金属氧化物纳米阵列为基底，加入5-20重量份表面活性剂、20-200重量份有机配体、100-800重量份有机溶剂、5-20重量份金属盐，原位生长MOF材料，得到金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料；
(c)硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料的制备：将步骤(b)得到的材料经表面稳定剂修饰，随后浸入含有硼酸基功能单体的溶液中3-10小时，之后复合材料加入交联剂溶液或交联剂饱和蒸汽中，反应3-20小时，得到硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料。


2.根据权利要求1所述硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中：
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、三乙胺、三乙基二胺、聚乙烯比咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚丙烯亚胺、烷基磺酸钠、脂肪酸钠、聚氧乙烯醚、羧酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、聚氧化乙烯、P123、F127中的至少一种；
优选的，所述有机配体为2-氨基对苯二甲酸、2-羟基对苯二甲酸、2,5-二氨基对苯二甲酸、2,5-二羟基对苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯三甲酸、2-甲基咪唑、苯并咪唑、2-硝基咪唑、4-硝基咪唑中的至少一种；
优选的，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、水、DMF中的至少一种；
优选的，所述金属盐为铜、钴、镍、铁、锌、锰盐中的至少一种，优选的，所述金属盐的种类为硝酸盐、乙酸盐、硫酸盐、氯酸盐中的一种。


3.根据权利要求1所述硼酸修饰的金属氧化物纳米阵列-MOF复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中：
所述表面稳定剂为咪唑-2-甲醛、2-氨基咪唑、4-咪唑甲醛、1-乙基-1H-咪唑-2-甲醛、1-甲基-1H-咪唑-2-甲醛中的至少一种；
优选的，所述硼酸基功能单体为2-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸、4-氨基苯硼酸、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁永玲，孙华东，陈敏，齐美丽，王保群，葛颜慧，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37