一种可检测血糖的稀土氧化物-聚吡咯复合电极及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可检测血糖的稀土氧化物

【技术实现步骤摘要】
一种可检测血糖的稀土氧化物
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聚吡咯复合电极及其制备方法


[0001]本专利技术属于电化学传感器领域，涉及一种可检测血糖的稀土氧化物
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聚吡咯复合电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]葡萄糖广泛分布于大自然中，是一种简单而又重要的单糖。它在人体中能以血糖的形式循环，因而易于吸收，乃是基础卫生系统中最重要的药物之一。适当的血糖浓度能有助于提升记忆力和认知表现；但是如果人体内血糖浓度过低，则会出现低血糖症或胰岛素休克等症状；血糖浓度过高则可能导致肥胖或糖尿病。其中糖尿病是一种较为严重的全球性的公共卫生问题，它是一种由于胰岛素代谢紊乱所引起的疾病。长期的高血糖会引发许多并发症，如心脏病、肾衰竭和失明等。因此，精确检测人体内葡萄糖浓度是预防或治疗糖尿病的有效方法，准确检测葡萄糖的技术手段也是目前亟待解决的重要问题。
[0003]目前已有许多葡萄糖传感技术如电化学方法、电导法、光学法、比色法和荧光光谱法等，其中电化学法由于其具有极高的灵敏度和选择性、低检测限、快速响应时间和更低廉的价格，因而备受关注。并且出现了许多优秀的关于葡萄糖传感电极材料的研究，商业化的血糖检测仪的种类也越来越繁多。
[0004]目前为止，尽管对电化学葡萄糖传感器已经进行了大量研究，但是仍然存在很多不足之处：
[0005]1、对于修饰有活性酶的电化学葡萄糖传感器而言，酶的不稳定性(受检测环境pH、温度、湿度等影响)、复杂的固定过程和较高的成本等因素使之不能很好地运用于实际。
[0006]2、对于无酶型电化学葡萄糖传感器而言，基于贵金属材料的葡萄糖传感器对葡萄糖具有较好的检测性能，但价格比较昂贵，不利于批量化生产和大范围推广应用；而对于并非基于贵金属材料的葡萄糖传感器的研究大多着眼于活性材料本身的制备，对葡萄糖检测的性能(灵敏度、检测限、稳定性以及血糖实际检测)有待进一步改善。
[0007]镧作为稀土金属元素中丰度最高的元素，具有突出的成本优势，加上稀土元素独特的性质，镧元素的应用开发和研究具有广阔的实际意义。在镧的各种化合物中，三氧化二镧(氧化镧)受到关注的最多，在超级电容器，传感器，燃料电池和催化剂等多个领域都有良好的应用前景。氧化镧具有优异的氧化还原催化特性，但其导电性较差，制约了其在传感器上的应用发展。
[0008]因此，本专利技术采用电化学方法，将高导电性的聚吡咯与高催化活性的稀土金属氧化物相复合，所制备的复合电极对葡萄糖检测具有高稳定性、高响应性能以及快速检测的特点。

技术实现思路

[0009]鉴于上述内容，本专利技术提供了一种可检测血糖的稀土氧化物
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聚吡咯复合电极及
其制备方法。
[0010]本专利技术的目的是提供一种稀土氧化物
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聚吡咯复合电极，包括工作电极、参比电极与辅助电极，其中工作电极、参比电极和辅助电极在所述电极的同一平面集成，工作电极包括电极基底、导电层和电极修饰层，导电层包括金属镍层，电极修饰层为稀土氧化物
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聚吡咯修饰层；辅助电极表面修饰铂层或碳浆修饰层，所述参比电极表面修饰银
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氯化银或多孔银
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氯化银。
[0011]进一步，稀土氧化物中的稀土元素包括镧、铈、钕、镨、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥
[0012]进一步，稀土氧化物
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聚吡咯修饰层具有共聚物网状结构，韧带宽度为50～150nm，其中稀土氧化物粒子均匀修饰于聚吡咯表面，稀土氧化物粒子粒径为5～20nm。
[0013]本专利技术的另一目的是提供一种稀土氧化物
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聚吡咯复合电极的制备方法。
[0014]具体包括以下步骤：
[0015]S1、采用电化学方法在电极基底表面沉积金属镍层，制得Ni电极；
[0016]S2、以Ni电极为基底，采用电沉积制备PPy/Ni电极。
[0017]S3、采用电化学方法在PPy/Ni电极表面修饰稀土氧化物，获得稀土氧化物
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聚吡咯复合电极。
[0018]本专利通过一种简单的方法，不用黏结剂就可以将稀土氧化物负载到以金属镍为电极基底的聚吡咯层表面上，聚吡咯的介孔骨架具有良好的导电性，以此解决了部分稀土氧化物导电性差的问题，且有利于电子迁移和物质转移。
[0019]所述步骤S1中，电化学方法具体为：配置镀镍溶液，调节溶液pH至4.0～4.5，采用双电极恒电流模式，以钛网电极作为阳极、电极基底作为阴极，设置温度为50～70℃，电流密度为0.3～0.8A/dm2，电沉积时间为15～25min，获得Ni缓冲层。
[0020]进一步，上述镀镍溶液的组成为：六水合硫酸镍200.0～300.0g/L、六水合氯化镍40.0～80.0g/L、硼酸20.0～40.0g/L、十二烷基磺酸钠0.1～0.3g/L、糖精0.4～0.6g/L、1，4
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丁炔二醇0.1～0.3g/L。
[0021]进一步，所述步骤S2中，电沉积方法具体为：配置聚吡咯溶液，具体组成为：0.1～0.3M吡咯，0.01～0.03M对甲苯磺酸，缓冲溶液为pH 6.0～6.5的磷酸盐溶液，采用三电极系统，以Ni电极为工作电极，石墨棒为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，搅拌速度为100～300rpm，电流密度为0.5～1.0mA/cm2，电沉积时间为5～10min，获得PPy/Ni电极。
[0022]进一步，所述步骤S3中，若需修饰的稀土氧化物为氧化镧，则电化学方法具体为：在三电极电解池中通过循环伏安扫描沉积稀土氧化物，以所述PPy/Ni电极为工作电极，铂片为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极；氧化镧沉积溶液为10～20mM硝酸镧溶液，在电位区间
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1.2～0V之间进行循环伏安扫描。
[0023]进一步，所述步骤S3中，若需修饰的稀土氧化物为氧化铈，则电化学方法具体为：配置氧化铈沉积溶液，具体组成为：硝酸铈0.8g/L、EDTA0.6g/L，调节溶液pH值为10～10.5；采用三电极系统，以所述PPy/Ni电极为工作电极，铂片为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，电流密度为0.05ASD，电沉积时间为15min。
[0024]采用SEM电镜扫描观察本专利技术制备的稀土氧化物
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聚吡咯复合电极的表面形貌。
[0025]如附图1所示，为本专利技术制备的稀土氧化物
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聚吡咯复合电极的表面形貌图，其中
图1(a)是聚吡咯电极的SEM图，图1(b)是氧化镧
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聚吡咯复合电极的SEM图。从图中可看出，聚吡咯的大分子共聚物网状结构形成了联通的通道，同时稳定了电极的结构，其网状结构中的韧带宽度为50～150nm。在聚吡咯网状结构上修饰纳米氧化镧粒子，纳米氧化镧粒子粒径为5～20nm，增加了电极的比表面积，大幅提高了电极对葡萄糖的检测灵敏度。
[0026]本专利技术的另一目的是提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土氧化物
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聚吡咯复合电极，包括工作电极、参比电极与辅助电极，其特征在于，所述工作电极、参比电极和辅助电极在所述电极的同一平面集成，所述工作电极包括电极基底、导电层和电极修饰层，所述导电层包括金属镍层，所述电极修饰层为稀土氧化物
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聚吡咯修饰层；所述辅助电极表面修饰铂层或碳浆修饰层，所述参比电极表面修饰银
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氯化银或多孔银
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氯化银。2.根据权利要求1所述的一种稀土氧化物
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聚吡咯复合电极，其特征在于，所述稀土氧化物中的稀土元素包括镧、铈、钕、镨、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。3.根据权利要求1所述的一种稀土氧化物
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聚吡咯复合电极，其特征在于，所述稀土氧化物
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聚吡咯修饰层具有共聚物网状结构，韧带宽度为50～150nm，其中稀土氧化物粒子均匀修饰于聚吡咯表面，所述稀土氧化物粒子粒径为5～20nm。4.一种如权利要求1
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3任一所述的稀土氧化物
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聚吡咯复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用电化学方法在所述电极基底表面沉积金属镍层，制得Ni电极；S2、以Ni电极为基底，采用电沉积制备PPy/Ni电极。S3、采用电化学方法在PPy/Ni电极表面修饰稀土氧化物，获得稀土氧化物
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聚吡咯复合电极。5.根据权利要求4所述的一种稀土氧化物
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聚吡咯复合电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述电化学方法具体为：配置镀镍溶液，调节溶液pH至4.0～4.5，采用双电极恒电流模式，以钛网电极作为阳极、所述电极基底作为阴极，设置温度为50～70℃，电流密度为0.3～0.8A/dm2，电沉积时间为15～25min；所述镀镍溶液的组成为：六水合硫酸镍200.0～300.0g/L、六水合氯化镍40.0～80.0g/L、硼酸20.0～...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚亚男，胡保帅，崔皓博，
申请(专利权)人：惠州市钰芯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：