复合材料N-Co-MOF@PDA-Ag及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于金属有机材料技术领域，具体涉及复合材料N

【技术实现步骤摘要】
复合材料N
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Co
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MOF@PDA
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Ag及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于金属有机材料
，具体涉及复合材料N
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Co
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MOF@PDA
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Ag及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]葡萄糖是人体产生能量分子三磷酸腺苷的主要来源。然而，人体血液中葡萄糖含量过高可能会导致一些代谢紊乱。因此，在食品加工和临床诊断中能可靠、灵敏的分析检测葡萄糖尤为重要。目前，葡萄糖的测量方法有比色法、荧光、电容法、声学法和电化学法等。其中，电化学葡萄糖传感器因其较好的响应性能和简便的操作而备受关注，通常分为两大类：酶传感器和非酶传感器。然而，这些基于酶的电化学传感器存在成本高、操作条件严格、长期不稳定、固定化过程复杂等缺点。非酶葡萄糖传感器可以在一定程度上克服酶葡萄糖传感器的缺点，因此，近年来人们对非酶葡萄糖传感器进行了大量的研究。
[0003]金属
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有机框架(metal
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organic frameworks,MOF)是由有机配体和金属离子通过配位键形成的有机
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无机杂化材料。因其具有大的比表面积、多样性的结构、高的孔隙率和丰富的活性位点等独特优点而备受关注。然而，较差的电导性是MOF在电化学传感器领域应用的主要障碍。因此，研制新的策略来提高基于MOF如Co
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MOF的非酶传感器的导电性能和传感性能，是非常有意义的。此外，有文献报道研发的基于修饰的Co
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MOF非酶传感器具有优异的类过氧化物酶活性，可作为电催化剂用于葡萄糖、H2O2和玉米赤霉烯酮的非酶检测。
[0004]多巴胺(DA)是一种含有邻苯二酚和氨基官能团的聚多巴胺(PDA)单体，在碱性条件下氧化自聚合后，可以在几乎任何材料表面表现出强大的粘附性，作为一种潜在的材料受到了广泛的关注。2018年Liu课题组采用原位聚合法制备了PDA包覆的聚乙烯醇
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乙烯共聚物纳米纤维膜，然后将制备的PDA
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纳米纤维膜作为原位还原剂捕获Ag
+
并将其还原为Ag NPs(Compos.Commun.9(2018)11
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16.)。

技术实现思路

[0005]根据现有技术上存在的缺陷，结合目前的研究前沿，本专利技术提供了复合材料N
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Co
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MOF@PDA
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Ag及其制备方法和应用，解决了现有的多巴胺自聚合速度慢的问题，并提供了一种新型的具有良好催化性能的非酶葡萄糖传感器。
[0006]本专利技术是采用以下的技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种银纳米颗粒包裹的快速聚合核壳材料氮掺杂的Co
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MOF@聚多巴胺的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
[0008](1)N
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Co
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MOF制备：
[0009]Co(Ac)2·
4H2O和聚乙烯基吡咯烷酮按照0.6～0.7：1的质量比溶解在20mL DMF中为溶液A；1,4
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对苯二甲酸溶解在DMF中为溶液B，质量浓度为10～11mg/mL；随后,将溶液B逐滴加入到溶液A中，搅拌均匀后转移至高压反应釜中，105℃反应20小时，得到的产物离心分离，分别用DMF和乙醇各洗涤多次，干燥；
[0010](2)N
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Co
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MOF@PDA
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Ag制备：
[0011]将步骤(1)中合成的N
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Co
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MOF纳米片超声分散在Tris缓冲液(pH8.5,10mM)中，质量浓度为2mg/mL，然后加入2mg/mL多巴胺，室温下搅拌1h；得到的产物离心过滤，并用超纯水清洗，得到核壳材料N
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Co
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MOF@PDA；
[0012]然后将N
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Co
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MOF@PDA超声分散到新配制的[Ag(NH3)2]+
溶液中，质量浓度比为N
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Co
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MOF@PDA：[Ag(NH3)2]+
＝1.5～2：5，在黑暗中搅拌10～12h；离心后收集可得到复合材料N
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Co
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MOF@PDA
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Ag，用超纯水和乙醇各洗涤多次，真空干燥。
[0013]本专利技术还提供一种上述的制备方法制备的复合材料N
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Co
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MOF@PDA
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Ag，快速聚合的核壳材料氮掺杂的Co
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MOF@聚多巴胺外部由其原位还原的银纳米颗粒包裹。
[0014]本专利技术还提供一种上述的复合材料N
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Co
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MOF@PDA
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Ag的应用，用于制备葡萄糖电化学传感器，检测含葡萄糖的溶液中的葡萄糖的线性范围为1μM～2mM，检测限为0.5μM(S/N＝3)。
[0015]其中，所述葡萄糖电化学传感器的电极的制备方法包括如下步骤：将N
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Co
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MOF@PDA
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Ag复合材料加入到乙醇中，超声扩散，得到2mg/mL分散均匀的黑色悬浊液；移取3～5μL N
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Co
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MOF@PDA
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Ag悬浊液滴于预处理干净的玻碳(GC)电极表面，晾干；然后在电极表面滴加2～3μL Nafion溶液(0.05wt％)作为粘结剂，干燥后获得所述电极。
[0016]具体地，所述电极在0.1M NaOH溶液中，在50mV/s的扫描速率下，应用电位从
‑
0.2～0.6V扫描。
[0017]优选地，所述含葡萄糖的溶液包括人血清，检测人血清中葡萄糖的线性范围为5μM～2.6mM，检测限为2.0μM。
[0018]优选地，所述含葡萄糖的溶液包括含葡萄糖果汁，检测含葡萄糖果汁中葡萄糖的线性范围为5μM～2.0mM，检测限为2.5μM。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0020]如图1所示，制备了快速聚合的核壳材料N
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Co
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MOF@PDA，并将其原位还原的Ag NPs包裹在其表面。在合成过程中，将DA加入到N
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Co
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MOF纳米片均匀分散的Tris缓冲溶液中，N
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Co
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MOF可以有效地提高DA的聚合速度，这与传统的DA自聚合方法相比可以大大缩短PDA的制备时间。在不添加其它还原剂的情况下，核壳材料N
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Co
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MOF@PDA中的PDA可将Ag
+...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料N
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Co
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MOF@PDA
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Ag的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)N
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Co
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MOF制备：Co(Ac)2·
4H2O和聚乙烯基吡咯烷酮按照0.6～0.7：1的质量比溶解在20mL DMF中为溶液A；1,4
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对苯二甲酸溶解在DMF中为溶液B，质量浓度为10～11mg/mL；随后,将溶液B逐滴加入到溶液A中，搅拌均匀后转移至高压反应釜中，105℃反应20小时，得到的产物离心分离，分别用DMF和乙醇各洗涤多次，干燥；(2)N
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Co
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MOF@PDA
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Ag制备：将步骤(1)中合成的N
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Co
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MOF纳米片超声分散在Tris缓冲液(pH8.5,10mM)中，质量浓度为2mg/mL，然后加入2mg/mL多巴胺，室温下搅拌1h；得到的产物离心过滤，并用超纯水清洗，得到核壳材料N
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Co
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MOF@PDA；然后将N
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Co
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MOF@PDA超声分散到新配制的[Ag(NH3)2]
+
溶液中，质量浓度比为N
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Co
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MOF@PDA：[Ag(NH3)2]
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＝1.5～2：5，在黑暗中搅拌10～12h；离心后收集可得到复合材料N
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Co
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MOF@PDA
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Ag，用超纯水和乙醇各洗涤多...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟秀荣，曹阳，雷晓武，
申请(专利权)人：济宁学院，
类型：发明
国别省市：