一种铜单质/铜基金属有机框架材料的制备方法及用途技术

本发明专利技术提供一种铜单质/铜基金属有机框架材料的制备方法和用途，该方法以氨基对苯二甲酸为有机配体，将硝酸铜和硝酸钴，硝酸铜和硝酸镍，硝酸铜和硝酸锌分别与N,N

【技术实现步骤摘要】
一种铜单质/铜基金属有机框架材料的制备方法及用途


[0001]本专利技术涉及一种铜单质/铜基金属有机框架材料的制备方法及用途。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，数以百万计的人患有慢性糖尿病，它不仅造成重大的健康问题，而且 还导致沉重的医疗负担和间接的社会成本。由于无法治愈，糖尿病患者必须通过定期测量血糖 水平来小心地控制病情。在这样的背景下，开发快速、高灵敏度的血糖传感器或血糖监测分析 仪器显得尤为重要。除了糖尿病患者的需要，食品质量控制和生物过程监测等其他需求也推动 了葡萄糖传感器和传感系统的快速发展。在已发展起来的葡萄糖检测技术中，电化学方法具有 灵敏度高、操作方便、性价比高的优点，是一种很有前景的检测方法。
[0003]众所周知，葡萄糖传感电极是电化学传感系统中最重要的部分。目前，酶电化学葡萄糖传 感电极已经开发了40多年。虽然酶电极具有响应速度快、选择性好等优点，但由于成本高、 酶固定化过程复杂、易失活等原因，仍存在一定的局限性。非酶传感器可以很好地克服以上的 缺点，常用的修饰电极材料有合金、金属氧化物、金、导电聚合物、多壁碳纳米管、金属有机 框架及其衍生物等。但现有电化学检测葡萄糖灵敏度较低，检测限较高，线性范围较窄，这些 阻碍了其广泛的应用。为了提高传感器的性能和实际应用能力，因此，需要研究设计合成方法 简单、低成本、具有高比表面积、良好的催化性能和导电性能的材料，作为修饰电极材料，应 用于非酶葡萄糖的电化学传感。
[0004]铜基金属有机框架是非常有前途的生物传感器材料，具有良好的电催化活性，可以在分子 水平上设计和合成，具有高度多样化的化学成分，形成量身定制的结构。此外，铜基金属有机 框架的一些特定优势还可以有效提高检测水平和分子识别，具有较高的选择性和灵敏度，其极 高的比表面积和超高的孔隙度可以通过添加主客交互作用大大提高检测灵敏度，其特定的功能 位点对提高选择性识别至关重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于，提供一种铜单质/铜基金属有机框架材料的制备方法和用途，该方法以 氨基对苯二甲酸为有机配体，将硝酸铜和硝酸钴，硝酸铜和硝酸镍，硝酸铜和硝酸锌分别与 N,N
‑
二甲基甲酰胺配置成溶液，通过溶剂热法，在溶剂中直接配位生长得到铜基金属有机框架， 再经过N,N
‑
二甲基甲酰胺的弱还原性，得到铜单质/铜基金属有机框架材料。该方法步骤简单， 重现性好，不需要加入其它的还原剂，避免了材料的二次污染，合成的的材料具有高的导电性， 大的比表面积以及快的传质速率，优异的电催化活性，将合成的铜单质/铜基金属有机框架材 料修饰于玻碳电极的表面，用于葡萄糖的非酶检测，具有灵敏度高、专一性好、检测限低、响 应快、稳定性好等优点。可用于非酶电化学葡萄糖的传感。
[0006]本专利技术所述的一种铜单质/铜基金属有机框架材料的制备方法，按下列步骤进行：
[0007]铜单质/铜基金属有机框架材料的制备：
[0008]a、按原子摩尔比为4
‑
6:1将硝酸铜与硝酸锌、硝酸铜与硝酸镍或硝酸铜与硝酸钴，溶于 有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇中，得到浓度为5
‑
20mg/mL的分散液，再超声 10
‑
30min，溶解成盐溶液；
[0009]b、按摩尔比0.5
‑
1.5:1，将氨基对苯二甲酸溶于有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇或 甲醇中，超声10
‑
30min，得到配体溶液，再将步骤a得到的盐溶液加入配体溶液中，超声 20
‑
40min，得到混合溶液；
[0010]c、将步骤b得到的混合溶液转入100ml的聚四氟乙烯内衬中，温度100
‑
180℃，时间为 8
‑
36小时进行反应，待反应结束，降温至18
‑
40℃，将得到的样品用N,N
‑
二甲基甲酰胺和乙 醇分别离心3次，离心机转速10000r/min，离心5min，再将产物在温度40
‑
70℃烘干，时间 为8
‑
16小时，即得到铜单质/铜基金属有机框架材料。
[0011]所述方法获得的铜单质/铜基金属有机框架材料在制备非酶葡萄糖电化学检测中的用途。
[0012]通过本专利技术所述方法获得的铜单质/铜基金属有机框架材料，在制备非酶葡萄糖电化学检 测步骤：
[0013]制备铜单质/铜基金属有机框架材料的修饰电极：
[0014]将得到的铜单质/铜基金属有机框架材料分散于乙醇溶液中，浓度为1
‑
10mg/mL超声 30min，再加入体积比为5
‑
10％的萘酚溶液，获得修饰电极溶液，取5
‑
30μL，负载在玻碳电极 上，自然风干，得到铜单质/铜基金属有机框架材料修饰的玻碳电极；
[0015]葡萄糖非酶电化学检测：
[0016]将得到的铜单质/铜基金属有机框架材料修饰的玻碳电极用于葡萄糖电化学的非酶传感， 采用安培响应和计时点流法，电解质碱性氢氧化钠溶液，pH范围为10
‑
14，测试电位为0.3
‑
0.6 V，扫描速率为10
‑
100mV/s,得到葡萄糖的检测范围为0.5μM
‑
9.0mM，检测限为0.12nM
‑
5nM。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例1制备的铜单质/钴铜金属有机框架的SEM扫描电子显微镜照片；
[0018]图2为本专利技术实施例2制备的铜单质/钴铜金属有机框架的XRD射线衍射表征；
[0019]图3为本专利技术实施例3制备的铜单质/镍铜金属有机框架的XRD射线衍射表征；
[0020]图4为本专利技术实施例4制备的铜单质/锌铜金属有机框架的XRD射线衍射表征；
[0021]图5为本专利技术电化学实施例1传感器分析检测葡萄糖分子的时间
‑
电流安培响应曲线。
[0022]图6为本专利技术电化学实施例2传感器分析检测葡萄糖分子的时间
‑
电流安培响应曲线。
[0023]图7为本专利技术电化学实施例3传感器分析检测葡萄糖分子的时间
‑
电流安培响应曲线。
具体实施方式
[0024]以下通过实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]实施例1
[0026]溶剂热产物铜单质/钴铜金属有机框架材料的制备：
[0027]按原子摩尔比为4:1将硝酸铜与硝酸钴溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得浓度为5mg/mL的分 散液，超声10min，溶解成盐溶液；
[0028]b、按摩尔比为0.5:1，将氨基对苯二甲酸溶于N,N
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜单质/铜基金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，按下列步骤进行：铜单质/铜基金属有机框架材料的制备：按原子摩尔比为4
‑
6:1将硝酸铜与硝酸锌、硝酸铜与硝酸镍或硝酸铜与硝酸钴，溶于有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇中，得到浓度为5
‑
20 mg/mL的分散液，再超声10
‑
30min，溶解成盐溶液；b、按摩尔比0.5
‑
1.5:1，将氨基对苯二甲酸溶于有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇中，超声10
‑
30min，得到配体溶液，再将步骤a得到的盐溶液加入配体溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，江蓉，王豪，范长春，李贞珊，庞建祥，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：