氧化铜纳米线电极材料的制备方法及其在制备葡萄糖传感器中的应用技术

本发明专利技术属于电化学传感器技术领域，具体来说是氧化铜纳米线电极材料的制备方法及其在制备葡萄糖传感器中的应用，本发明专利技术设计了一种CuONWA/CF的合成方法，在本申请的设计中，泡沫铜作为器件的结构支撑和铜源，通过湿化学法在泡沫铜表面生成Cu(OH)2NWA/CF后退火得到CuONWA/CF电极材料；本发明专利技术制得的氧化铜纳米线电极材料为CuONWA/CF材料，与现有技术的铜基材料相比，采用本发明专利技术的氧化铜纳米线电极材料制得的铜基非酶葡萄糖传感器更稳定，灵敏度更高。更高。更高。

【技术实现步骤摘要】
氧化铜纳米线电极材料的制备方法及其在制备葡萄糖传感器中的应用


[0001]本专利技术属于电化学传感器
，涉及氧化铜纳米线电极材料的制备方法及其在制备葡萄糖传感器中的应用。

技术介绍

[0002]葡萄糖传感器已经经历了基于酶和非酶的传感器发展，但是酶传感器摆脱不了酶所固有的不稳定性缺点，此外酶的应用还受到其他条件的制约，如pH、温度、湿度和对氧气的依赖性等，加之酶的昂贵价格，使得传感器始终面临构建成本问题；基于以上因素非酶葡萄糖传感器的研究受到了极大关注；目前，非酶葡萄糖传感器已经被广泛应用于生物医学、食品工业、生态方法等领域，且一系列能够应用于葡萄糖传感器的金属和金属氧化物、双金属纳米材料、合金、金属/金属氧化物
‑
碳纳米管复合材料已经被提出。但是结果表明，已被应用的非酶葡萄糖传感器普遍存在稳定性差、灵敏度低的技术缺陷，因此需要寻找一种提高非酶葡萄糖传感器电催化活性及稳定性的材料。
[0003]过渡金属铜目前已经被应用于非酶葡萄糖电化学传感器电极材料的研究中，氧化铜纳米材料是一种电化学特性优异的半导体材料，其具有相当良好的电活度，常被应用于各种检测设备，葡萄糖传感器也不例外；目前已有众多学者利用不同方法合成了可用于构建葡萄糖传感器的铜基材料，充分体现了铜基材料的稳定性好，灵敏度高的特点；
[0004]E.Ye,S.Y.Zhang,S.Liu,et al.Disproportionation for growing coppernanowires a nd their controled self
‑
assembly faciliatedby lizand ex
‑
change[J].Chemistry
‑
A Euro pean Journal,2011,17(11):3074
‑
3077利用CuCl2在有机相中的歧化反应生成Cu(Ⅱ)与Cu(0)；制备出直径约50nm、长度约10μm的铜纳米线；
[0005]Chang,M.L.Lye,H.C.Zeng.Large
‑
scale synathesis ofhigh
‑
qualityulralong copp er nanowires[J].Langmuirthe Aes Journal ofSurfaces&Colloids,2005,21(9):3746
‑
3748.提出在NaOH溶液中加入Cu(NO3)2、乙二胺、水合腓等物质，可以制备直径90～120nm、长度40pm～50μm的铜纳米线；
[0006]A.R.Rathmell,B.J.Wiley.The synthesis and coating oflong,thin coppernanowires to make flexible,ransparent conducting films onplasticsubstrates[J].Advanced Materi als,2011,23(41):4798
‑
4803将Cu(NO3)2与水合腓置于NaOH与乙二胺的混合溶液中进行还原反应，得到直径小于60nm、长度约20μm的铜纳米线；
[0007]M.Mohl,P.Pusatai,A.Kukovecz,et al.Low
‑
temperature large
‑
scale synthesis and electrical testing ofultralong copper nanowires[J].lang
‑
muirthe Acs Journal ofSurfac es&Colloids,2010,26(21):16496
‑
16502.将CuCl2、葡萄糖、十六胺按一定比例充分混合后置于高压反应釜中，水热法制备铜纳米线；
[0008]岳永海,周晓亮,王立华,等.公开了Cu纳米线的制备及其力学性能的研究[J].电
子显微学报,2011,30(3):175
‑
180.其使用直流电沉积的方法在多孔铝模板上直接制备铜纳米线，这些不同方法制备的铜纳米线都可用于电化学法检测葡萄糖。
[0009]Y.Zhang,L.Su,M.Dan,et al.Uitrasensitive and selective non
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enzymatic glucose detection using copper nanowires[J].Biosensors&Bio
‑
electronics,2012,31(1):426
‑
432.合成了平均直径150nm、长度30um的一维铜纳米线，用其修饰玻碳电极表面，制备的Na
‑
fion/CuNWs/CCE电极检测葡萄糖的灵敏度为420.3μA
·
cm
·
mM
‑1，与无材料修饰的玻碳电极相比，其灵敏度提高约10000倍，检测范围为0～3mM，检测限为0.035mM。
[0010]辛华,陈丽波,史鸿雁,等公开了电化学沉积制备纳米结构铜电极及其葡萄糖检测性能[J].高等学校化学学报,2014,35(3):482
‑
487，其利用电化学沉积法制备多孔三维结构的铜薄膜电极，该电极比表面积大、稳定性及选择性良好。
[0011]X.H.Niu,Y.X.Li,J.Tang,et al.Electrochemical sensing interfaces withtunable por osity fornonenzymatic glucose detection；a Cu foam case[J].Biosensors&Bioelectroni cs,2014,51(3):22
‑
28.X.H.Niu,Y.X.Li,J.Tang,et al.Electrochemical sensing interfaces with tunable porosity for nonenzymatic glucose detection；a Cu foam case[J].Biosensor s&Bioelectronics,2014,51(3):22
‑
28利用电化学沉积法制备出泡沫状铜电极，其比表面积为11.32m2
·
g
‑1，灵敏度可达2570μA
·
cm2·
mM
‑1，稳定性较好，使用一个月后响应电流值减小量小于5％。虽然现有技术公开了许多用于非酶葡萄糖电化学传感器的铜基材料，但是目前的铜基材料普遍存在稳定性差、灵敏度低的技术缺陷。

技术实现思路

[0012]针对上述存在的技术不足，本专利技术提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氧化铜纳米线电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将泡沫铜进行清洗处理，得到处理泡沫铜；(2)氧化铜纳米线电极材料的制备：S1、将过硫酸铵和强碱分别溶解于去离子水中，得到过硫酸铵溶液和强碱溶液，将强碱溶液与过硫酸铵溶液混合均匀，然后向其中加入步骤(1)的处理泡沫铜，并完全浸没，直至在泡沫铜表面生长Cu(OH)2NWA材料，得到Cu(OH)2NWA/CF材料；S2、清洗Cu(OH)2NWA/CF材料，干燥至恒重，然后于160
‑
180℃退火1.5
‑
2h，得到CuONWA/CF材料，即氧化铜纳米线电极材料。2.根据权利要求1所述的氧化铜纳米线电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中泡沫铜的清洗处理方法为：将泡沫铜依次在丙酮、去离子水和0.1mol/L的HCl溶液中进行超声清洗处理后，用超纯水清洗。3.根据权利要求1所述的氧化铜纳米线电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的强碱选自氢氧化钾或氢氧化钠，过硫酸铵与强碱的物质的量之比为1:10
‑
25。4.根据权利要求1所述的氧化铜纳米线电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中泡沫铜浸没的时间为15
‑
20min。5.一种权利要求1
‑
4任一项所述制备方法制得的氧化铜纳米线电极材料。6.一种权利要求5所述的氧化铜纳米线...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁文彬，李水根，
申请(专利权)人：江西鑫德新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：