一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA膜电极的制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及膜电极制备
，具体涉及一种
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极的制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]尿酸（
UA
）是嘌呤代谢的基本产物，也是血清和尿液等生物液的主要成分，血清中过量的尿酸会损害人体的循环系统
。
因此，研究一种识别
UA
的方法具有重要意义
。
目前尿酸常用的检测技术有比色法，光谱法
、
荧光法
、
化学发光法
、
高效液相色谱法
、
离子层析法和电化学法等
。
酶在生物传感器中的使用导致了有限的储存稳定性，与酶生物传感器相比，非酶传感器具有储存稳定性长
、
制作步骤简单等显著优势
。
传统的传感器具有灵敏度差，检测限窄，稳定性差的特点，容易造成实验数据误差导致实验重复性差
。
[0003]随着现在能源转型，氢能因其高效
、
环保
、
可持续发展而被认为是一种理想的清洁可再生能源
。
电解水制氢被广泛认为是一种很有前途的燃料制氢技术，
OER
电催化剂主要依赖贵金属氧化物（
RuO2和
IrO2），但是其稀缺性以及成本限制了工业化应用，为改变这一现状科研人员从电极材料入手，经过不断探索发现金属有机骨架材料（
MOF
）具有高比表面积
、
显著增强了不饱和活性中心以及更快的电子和质量传递速率，在提高
OER
性能方面卓有成效，
MOF
及其复合材料被认为是制备高效
OER
催化剂的合适材料
。
[0004]稀土基
MOF
材料具备
MOF
材料高孔隙率
、
大比表面积
、
结构可控等优点，制备的传感器具有稳定性强，灵敏度高的特点，此外，以稀土基
MOF
传感器还有检测限低的优势
。
铈盐作为一种重要的稀土化合物，因其富含氧腔
、
无毒
、
生物相容性好以及
Ce
（
III
）和
Ce
（
IV
）之间相对容易转化的优势被广泛应用于催化反应
。
同时
Ce
作为镧系元素具有很好的电化学应用潜力，除了像其他稀土元素那样的常见三价态外，它还以四价态存在，这更有利于氧化和还原反应的独特的电子性质
。
因此，结合
Ce
与
MOF
材料的优势，开发一种具有识别尿酸以及析氧双功能
、
灵敏度高
、
稳定性好
、
成本低的
Ce
‑
MOF
材料，是非常有意义的
。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述问题，提供了一种
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极的制备方法与应用
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极的制备方法，具体包含以下步骤：
S1
：制备
PVA
有机膜：将聚乙二醇（
PEG
）与聚乙烯醇（
PVA
）加入到圆底烧瓶中，再加入二次蒸馏水，搅拌反应后得到混合液；静置消泡后，将混合液倒入培养皿中，进行冷冻交联，然后室温解冻，形成1个冻融循环，共进行5个冻融循环后，得到
PVA/PEG
基体；将
PVA/PEG
基体浸于二次蒸馏水中，除去
PEG
，得到多孔的
PVA
有机膜；
S2
：制备
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极：将硝酸铈六水合物与碳纳米管（
CNT
）加入烧杯中，再加入步骤
S1
制备的
PVA
有机膜和二次蒸馏水，超声，混合均匀，得到混合液
A
；另取对苯二甲酸与
N
，
N
‑
二甲基甲酰胺于烧杯中，搅拌后，得到混合液
B
；将混合液
B
加入到混合液
A
中，
进行水浴反应，反应结束后，取出，待表面干燥即得
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极
。
[0007]进一步地，所述步骤
S1
中，
PEG
的质量为
0.2g
，
PVA
质量为
2g
，二次蒸馏水的体积为
41.8mL
，搅拌反应的温度为
90℃
，搅拌反应的时间为
1h。
[0008]进一步地，所述步骤
S1
中，培养皿直径为
8cm
；冷冻交联的温度为
‑
20℃
，冷冻交联的时间为
10h
；室温解冻时间为
2h
；
PVA/PEG
基体浸于二次蒸馏水中的时间为
24h。
[0009]进一步地，所述步骤
S2
中，硝酸铈六水合物的物质的量为
1mmol
；
CNT
的用量为
0mg、10mg、20mg、30mg
中的一个；
PVA
有机膜的用量为半张；二次蒸馏水的体积为
10mL
；对苯二甲酸的物质的量为
1mmol
；
N
，
N
‑
二甲基甲酰胺的体积为
10mL
；水浴反应的温度为
50℃
，时间为
3h。
[0010]本专利技术还提供了一种上述
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极的制备方法制备得到的
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极在识别尿酸与析氧电解水中应用
。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术中，通过将
Ce
‑
MOF
与活性物质碳纳米管结合，提高了材料的电化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极的制备方法，其特征在于：具体包含以下步骤：
S1
：制备
PVA
有机膜：将
PEG
与
PVA
加入到圆底烧瓶中，再加入二次蒸馏水，搅拌反应后得到混合液；静置消泡后，将混合液倒入培养皿中，进行冷冻交联，然后室温解冻，形成1个冻融循环，共进行5个冻融循环后，得到
PVA/PEG
基体；将
PVA/PEG
基体浸于二次蒸馏水中，除去
PEG
，得到多孔的
PVA
有机膜；
S2
：制备
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极：将硝酸铈六水合物与
CNT
加入烧杯中，再加入步骤
S1
制备的
PVA
有机膜和二次蒸馏水，超声，混合均匀，得到混合液
A
；另取对苯二甲酸与
N
，
N
‑
二甲基甲酰胺于烧杯中，搅拌后，得到混合液
B
；将混合液
B
加入到混合液
A
中，进行水浴反应，反应结束后，取出，待表面干燥即得
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极
。2.
根据权利要求1所述的一种
Ce
‑
MOF
‑
CNT/PVA
膜电极的制备方法，其特征在于：所述步骤
S1
中，
PEG
的质量为
0.2g
，
PVA
质量为

【专利技术属性】
技术研发人员：高雪川，张欢喜，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：