一种基于制造技术

本发明专利技术涉及一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4异质结构建的光电化学适配体传感器的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4异质结构建的光电化学传感器的制备方法，具体是采用
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4作为基底光敏材料，用
Pt
八面体作为基底材料与
DNA
适配体的连接物质，制备了一种检测汞离子的光电化学传感器，属于新型功能材料与环境检测

。

技术介绍

[0002]汞离子作为高毒性的重金属离子之一，对人们的健康造成极大的困扰
。
极少量的汞离子就会对人体的呼吸系统
、
肾脏系统
、
神经中枢系统等造成极大的危害
。
因此，寻找一种能够灵敏
、
稳定检测汞离子的方法迫在眉睫
。
目前，用于检测汞离子的方法有很多，例如，原子吸收光谱法
、
原子荧光光度法
、
原子发射光谱法
、
比色法等已经用于汞离子的检测
。
但这些方法存在成本高
、
操作复杂
、
容易受到外界干扰等不足之处
。
本专利技术设计了一种新型的光电化学传感器，信号增强型分析方法，其分析速度快，检测灵敏度高，本专利技术设计的光电化学传感器对汞离子的检测限达到
8.3 pM。
[0003]Se@Re@BiVO4是一种环境友好型的
n
型半导体，带隙宽度是
2.4 eV
，非常适合做光电化学活性物质
。
又因其高的化学稳定性
、
比表面积大
、
易合成，高的电子传输效率等优点可以做光电化学传感器的基底材料
。
本工作采用
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4做基底材料，增大有效活性面积，再用
Pt
八面体来实现基底材料与
DNA
适配体的连接，并且加快电子转移，抗坏血酸提供电子清除空穴，抑制电子空穴对的复合
。
使得该传感器的检测灵敏度大大提高
。
[0004]光电化学传感器是基于物质的光电转换特性来确定待测物浓度的一类检测装置
。
光电化学检测方法具有设备简单
、
灵敏度高
、
易于微型化的特点，已经发展成为一种极具应用潜力的分析方法，在食品
、
环境
、
医药等领域具有广阔的应用前景
。
本专利技术基于
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4复合材料成功构建了在可见光下检测汞离子的增强型光电化学传感器
。
该传感器以
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4作为基底光敏材料，以
Pt
八面体作为基底材料与
DNA
适配体的连接物质，实现了对汞离子的灵敏检测
。
本专利技术制备的光电化学传感器，具有低成本
、
高灵敏
、
特异性好
、
快速检测
、
易于制备等优点，实现了在可见光区域对汞离子的快速
、
高灵敏检测，有效克服了目前汞离子检测方法的不足
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的之一是由于聚乙烯吡咯烷酮拥有良好的分散稳定作用，因此本专利技术专利使用聚乙烯吡咯烷酮作为反应试剂可以增强
Se@Re@BiVO4的稳定性，使得我们所构建的光电化学传感器能够保持良好的稳定性，相对于传统的微纳米材料构建的传感器，本专利技术能增强传感器的使用寿命和使用频次
。
[0006]本专利技术目的之二是由于硒具有很强的抗氧化作用，因此本专利技术专利使用硒氢化钠作为硒源与
BiVO4进行掺杂增强抗氧化能力，使得我们所构建的光电化学传感器能够保持
良好的稳定性
。
[0007]本专利技术目的之三是由于铼具有在标准温度和压力下能抵抗碱
、
硫酸
、
盐酸
、
稀硝酸以及王水的能力，因此本专利技术专利使用高铼酸钠作为铼源与进行
BiVO4掺杂，提高构建的光电化学传感器的稳定性
。
[0008]本专利技术目的之四是利用
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4复合材料作为光敏材料，相比较于单纯的半导体光电性能
,
合成的
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4复合材料形成了异质结构，构建的异质结界面，在可见光下具有极大的光电转换效率，表现出了优异的光电性能
。
[0009]本专利技术目的之五是用
Pt
八面体作为基底材料与
DNA
适配体的连接物质，
Pt
八面体具有良好的导电性能和稳定性，在可见光下表现出极强的电荷传递效率，使检测汞离子的灵敏度大大提高
。
[0010]本专利技术目的之六是以
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4作为基底，以
Pt
八面体作为基底材料与
DNA
适配体的连接物质，制备一种灵敏度高
、
稳定性好
、
检测速度快的光电化学传感器，实现了在可见光条件下对汞离子灵敏检测的目的
。
[0011]本专利技术目的之七是采用了一锅法合成了
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4异质结，这突破传统方法并节约了大量的能源
、
节省了大量的时间和繁琐的合成步骤
。
[0012]本专利技术目的之八是构建了一种信号放大型的传感器，传感器拥有较低的检测限和更高的灵敏度，其检测线性范围为
0.1 nM ~ 1.0 mM
，检测限为
8.3 pM
，相较于已报道的利用核酸适配体检测重金属离子的化学传感器，本专利技术所构建的传感体系实现了对重金属离子的检测限降低了一个数量级，并且可以推广到其他重金属离子的检测
。
[0013]1、
一种基于
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4异质结构建的光电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）硒
、
铼阴阳离子双掺杂的钒酸铋微米花球
Se@Re@BiVO4的制备将
0.5 ~ 0.7 g
五水合硝酸铋 Bi(NO3)3·
5H2O
和
3 ~ 5 g
聚乙烯吡咯烷酮
PVP
加入到
100 mL
乙二醇
EG
中，超声
25
分钟，得到均匀溶液
A
，将
0.2 ~ 0.3 g
偏钒酸钠 NaVO3溶于
60 mL 超纯水中超声处理
10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种信号放大型汞离子检测用杂化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将五水合硝酸铋
Bi(NO3)3·
5H2O、
聚乙烯吡咯烷酮
PVP、
乙二醇
EG、
硒氢化钠
NaHSe
和高铼酸钠
NaReO4溶解后加热制备得到硒
、
铼阴阳离子双掺杂的钒酸铋微米花球
Se@Re@BiVO4杂化材料；将氢氧化钠水溶液
、
二水合氯化铜
、
柠檬酸钠
、
抗坏血酸
、
钼酸钠二水合物
Na2MoO4·
2H2O、
硫代乙酰胺
CH3CSNH2、
乙二醇
EG、
硫代硫酸钠水溶液和无水乙醇混合搅拌加热后制备得硫钼铜纳米立方盒子
Cu2MoS4；将硒
、
铼阴阳离子双掺杂的钒酸铋微米花球
Se@Re@BiVO4和硫钼铜纳米立方盒子
Cu2MoS4充分混合搅拌后制备得到硒
、
铼阴阳离子双掺杂的钒酸铋
/
硫钼铜
Se@Re@BiVO4/Cu2MoS4异质结；将乙酰丙酮铂
(II) Pt(acac)2、
油胺
OAm、
二乙酸碘苯
OAc、
苯甲醇
、
甲苯和无水乙醇充分混合溶解后加热制备得铂
Pt
八面体
。2.
根据权利要求1所述的信号放大型汞离子检测用杂化物的制备方法，其特征在于，得到硒
、
铼阴阳离子双掺杂的钒酸铋微米花球
Se@Re@BiVO4复合材料具体为：将
0.5 ~ 0.7 g 五水合硝酸铋 Bi(NO3)3·
5H2O
和
3 ~ 5 g
聚乙烯吡咯烷酮
PVP
加入到
100 mL
乙二醇
EG
中，超声
25
分钟，得到均匀溶液
A
；将
0.2 ~ 0.3 g
偏钒酸钠 NaVO3溶于
60 mL 超纯水中超声处理
10
分钟后得到均匀分散的溶液
B
；将溶液
B
逐滴加入剧烈搅拌的溶液
A
中，向上述混合溶液中加入
0 ~ 0.05 g
的硒氢化钠
NaHSe
和
0 ~ 0.03 g
高铼酸钠
NaReO4，得到溶液
C
；将溶液
C
在
180 ℃
的条件下反应
9 ~ 11
小时，冷却至室温后，将反应得到的产品于离心机中分别用超纯水和无水乙醇离心洗涤3次，将离心得到的固体产品放入
60 ℃
真空干燥箱中干燥8小时，即得到硒
、
铼阴阳离子双掺杂的钒酸铋微米花球
Se@Re@BiVO4。3.
根据权利要求1所述的信号放大型汞离子检测用杂化物的制备方法，其特征在于，得硫钼铜纳米立方盒子
Cu2MoS4具体为：在
45 ~ 55 ℃
的剧烈搅拌下，将
40 ~ 50 mL
，浓度为
2 M
的氢氧化钠水溶液加入到
250 mL
溶有
2 ~ 2.5 mmol
的二水合氯化铜
CuCl2·
2H2O
和
8 ~ 10 mmol
的柠檬酸钠
Na3C6H5O7·
2H2O
的混合水溶液中，然后，将
40 ~ 50 mL
，
0.4 ~ 0.6 M
抗坏血酸水溶液滴入上述溶液中，搅拌3小时后，用超纯水和乙醇重复离心收集得到的氧化亚铜
Cu2O
纳米立方体，在真空干燥箱中
60 ℃
干燥；将
80 ~ 120 mg Na2MoO4·
2H2O
和
200 ~ 240 mg CH3CSNH2加入
60 ~ 80 mL
乙二醇
EG
中，在室温下搅拌直到完全溶解，然后在上述混合溶液中加入
60 ~ 80 mg
氧化亚铜纳米立方体，超声处理
0.5
小时，随后，将制备的悬浮液小心地转移到两个
50 mL 聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，并在
140 ℃
下保持
12
小时，冷却后，将硫钼铜
Cu2MoS4涂层的氧化亚铜
...

【专利技术属性】
技术研发人员：任祥，宋娜，赵金秀，高中锋，刘雪静，马洪敏，李玉阳，魏琴，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：