一种钯纳米粒子-多酸复合材料、电化学传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电化学传感器技术领域，具体公开一种钯纳米粒子

【技术实现步骤摘要】
一种钯纳米粒子
‑
多酸复合材料、电化学传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电化学传感器
，尤其涉及一种钯纳米粒子
‑
多酸复合材料、电化学传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]多酸具有强的氧化还原性，因此多酸在各个领域尤其是在电化学方面的应用引起了人们的广泛关注。但是多酸极易溶解在电解液中，并且表面积低，造成修饰电极稳定性和重复性降低，因此，亟需合成一种基于多酸的有机
‑
无机杂化材料，以构建稳定性高、重复性好的电极修饰材料。
[0003]麝香草酚，又名百里酚、百里香酚，化学名为2
‑
异丙基
‑5‑
甲基苯酚。麝香草酚的杀菌作用比苯酚强，且毒性低，对口腔咽喉粘膜有杀菌作用，能促进气管纤毛运动，有利于气管粘液的分泌，易起祛痰作用，故可用于治疗气管炎、百日咳等；还可用于除螨、保存书籍、麻醉剂中用作防腐剂；此外，麝香草酚是我国《食品添加剂使用卫生标准》规定允许使用的食品香料，主要用于配制止咳糖浆、椒样薄荷口香糖和辛香料等香精，同时可用作牙膏，香皂以及某些化妆品香精配方。
[0004]目前，对于麝香草酚的检测方法主要有气相色谱法、紫外分光光度法和高效液相色谱法，其中，气相色谱法不能连接测样，测试速度慢；紫外分光光度法的准确度低，高效液相色谱法的分析成本高，分析时间较长。由于麝香草酚具有电化学活性的酚羟基，目前还可通过电化学法测定麝香草酚的含量，但是目前检测麝香草酚的电化学传感器仍然存在选择性和稳定性较差、灵敏度不高等缺点。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供针对一种钯纳米粒子
‑
多酸复合材料、电化学传感器及其制备方法和应用，以钼酸铵与吡啶
‑
2,6
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二甲酸配位合成多酸，再与无机物四氯钯酸钠进行反应，得到具有快速可逆的多电子氧化还原和较高的稳定性的基于多酸的有机
‑
无机杂化材料。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0007]本申请第一方面提供一种钯纳米粒子
‑
多酸复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0008]步骤一、将吡啶
‑
2,6
‑
二甲酸、钼酸铵和去离子水，混合，调节pH值为2.5～3.5，于125℃～135℃的条件下反应70h～74h，反应结束后，降温析晶，得多酸，并记为POM
‑
PDC；
[0009]步骤二、将所述多酸、四氯钯酸钠和去离子水，混合，于15℃～25℃的条件下搅拌反应1h～1.5h，然后加入硼氢化钠水溶液，搅拌反应2h～2.5h，离心，干燥，得钯纳米粒子
‑
多酸复合材料，并记为PdNPs@POM
‑
PDC。
[0010]相对于现有技术，本申请提供的钯纳米粒子
‑
多酸复合材料的制备方法具有以下
优势：
[0011]本申请以钼酸铵(NH4)6Mo7O
24
·
4H2O与吡啶
‑
2,6
‑
二甲酸配位合成多酸，然后再与无机物四氯钯酸钠进行反应，得到基于多酸的有机
‑
无机杂化材料，多酸提供活性中心，有机部分提供稳定的结构，增大多酸的比表面积，使其应用于传感领域时，有利于与反应物的充分接触，提高检测灵敏度；通过引入纳米粒子钯，提升其催化活性和杂化材料的导电性，使得杂化材料具有快速可逆的多电子氧化还原和较高的稳定性，其负电荷结构还可以加速电子转移速度；此外，PdNPs@POM
‑
PDC还具有极高的稳定性，具有广阔的应用前景。
[0012]可选的，所述吡啶
‑
2,6
‑
二甲酸、钼酸铵和去离子水的质量比为0.25～0.27：1.2～1.3：100～110。
[0013]可选的，步骤一中，所述降温析晶的条件为：以2℃/h～4℃/h的降温速率降温至25℃～35℃。
[0014]可选的，步骤一中，采用浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的NaOH溶液调节pH。
[0015]可选的，所述多酸、四氯钯酸钠和去离子水的质量比为4.6～5.4：126～134：10000。
[0016]可选的，所述硼氢化钠和所述多酸的质量比为9～11:1。
[0017]可选的，所述硼氢化钠水溶液的浓度为48mg/mL～52mg/mL。
[0018]可选的，所述硼氢化钠水溶液的加入方式为滴加，且滴加速度为0.01mL/s～0.02mL/s。
[0019]可选的，所述搅拌的速度为500rpm～600rpm.
[0020]可选的，所述干燥为真空干燥，温度为59℃～61℃。
[0021]本申请第二方面还提供一种钯纳米粒子
‑
多酸复合材料，所述钯纳米粒子
‑
多酸复合材料由上述的钯纳米粒子
‑
多酸复合材料的制备方法制备得到。
[0022]本申请第三方面还提供一种电化学传感器，所述电化学传感器包括玻碳电极(GCE电极)、涂覆在玻碳电极表面的电极材料，所述电极材料由上述钯纳米粒子
‑
多酸复合材料和多壁碳纳米管制备得到。
[0023]多壁碳纳米管(MWCNTs)比表面积大，为钯纳米粒子
‑
多酸复合材料提供了大量的表面吸附位点，促进了电子在电极表面的传输速率，通过两者的协同作用显著提高了该电化学传感器的电催化活性。
[0024]可选的，所述电化学传感器的制备方法包括以下步骤：
[0025]步骤A、将质量比为0.9～1.1：0.9～1.1：0.9～1.1的多壁碳纳米管、钯纳米粒子
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多酸复合材料和N,N
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二甲基甲酰胺超声混合，得悬浮液；
[0026]步骤B、将所述悬浮液均匀滴涂至所述GCE电极表面，晾干，得多壁碳纳米管
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钯纳米粒子
‑
多酸复合材料/GCE电极。
[0027]本申请采用的GCE电极直径为3mm，外套总长55mm～60mm，所述悬浮液的滴涂量为6μL～10μL。
[0028]本申请第四方面还提供上述钯纳米粒子
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多酸复合材料在麝香草酚检测领域中的应用。
[0029]本申请第五方面还提供上述电化学传感器在麝香草酚检测领域中的应用。
[0030]本申请提供的纳米粒子
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多酸复合材料对麝香草酚具有较高的亲和力，将其制备
的电化学传感器可以实现快速检测麝香草酚，灵敏度高，灵敏度达到26.3μA
·
mM
‑1，其线性范围为0.065mM～0.35mM和0.35mM～0.69mM，检出限为0.856μM，操作简单，有利于大规模推广和应用。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钯纳米粒子
‑
多酸复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：步骤一、将吡啶
‑
2,6
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二甲酸、钼酸铵和去离子水，混合，调节pH值为2.5～3.5，于125℃～135℃的条件下反应70h～74h，反应结束后，降温析晶，得多酸；步骤二、将所述多酸、四氯钯酸钠和去离子水，混合，于15℃～25℃的条件下搅拌反应1h～1.5h，然后加入硼氢化钠水溶液，搅拌反应2h～2.5h，离心，干燥，得钯纳米粒子
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多酸复合材料。2.如权利要求1所述的钯纳米粒子
‑
多酸复合材料的制备方法，其特征在于：所述吡啶
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2,6
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二甲酸、钼酸铵和去离子水的质量比为0.25～0.27：1.2～1.3：100～110。3.如权利要求1所述的钯纳米粒子
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多酸复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述降温析晶的条件为：以2℃/h～4℃/h的降温速率降温至25℃～35℃；和/或步骤一中，采用浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的NaOH溶液调节pH。4.如权利要求1所述的钯纳米粒子
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多酸复合材料的制备方法，其特征在于：所述多酸、四氯钯酸钠和去离子水的质量比为4.6～5.4：126～134：10000；和/或所述硼氢化钠和所述多酸的质量比为9～11:1。5.如权利要求1所述的钯纳米粒子
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，李娜，任聚杰，崔敏，赵海燕，张鸿悦，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：