[发明专利]一种碳化钛/钯/铂纳米复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型碳化钛/钯/铂纳米复合材料的制备方法。利用碳化铝钛粉末为原料合成二维碳化钛（Ti₃C₂）纳米片，再吸附单链脱氧核糖核酸分子（DNA）形成Ti₃C₂/DNA复合纳米材料。然后以该复合材料为模板。利用DNA的诱导作用，在表面依次沉积钯纳米粒子（PdNPs）和铂纳米粒子（PtNPs），从而制得Ti₃C₂/Pd/Pt 纳米复合材料。该复合材料具有较好的导电性和电催化活性，是一种非常理想的电化学生物传感器的电极材料。该材料可以用于构建多巴胺（DA）传感器，用于人血清样品中DA的灵敏检测，在生物医学检测方面有很大的应用价值。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及一种电化学传感器电极制备材料及其制备方法。

背景技术

MXene是一种二维过渡金属碳/氮化物家族，具有独特的物理和化学性能，如高的亲水性，良好的化学稳定性，优异的导电性和环境友好等特性。碳化钛（Ti₃C₂）是其中研究较多的一个材料。MXene材料是一种理想的导电基体，可有效改善电子转移动力学，在生物传感中具有很好的应用前景，基于MXene的生物传感器具有高灵敏度和高选择性。新型MXene复合材料不仅可以充分利用材料的有利性能，而且可以给材料附加新的功能。因此开发复合纳米材料是拓展其应用范围的必由之路。

多巴胺（DA）是生物体内重要的儿茶酚胺类神经递质，在人体肾脏、新陈代谢、心血管和中枢神经系统中起着非常重要的作用。DA水平异常可能导致神经系统疾病等各种疾病，如精神分裂症，帕金森病和阿尔茨海默病。因此，精确测定DA在生物医学和人类健康中有着非常重要的作用。目前对DA传感器的研究得到很大的关注，但要制备实用的DA传感器还需要不懈的努力，最主要的就是合成出性能更好的电极材料。本发明中合成的Ti₃C₂/Pd/Pt纳米复合材料具有极好的导电性和催化活性，制备的电化学传感器对DA具有灵敏的电化学响应。可以用于精确检测血液中多巴胺的浓度。

发明内容

本发明目的在于提供一种碳化钛/钯/铂（Ti₃C₂/Pd/Pt）纳米复合材料的制备方法。在本发明所述的制备方法中，利用Ti₃C₂与DNA复合作为模板用于Pd/Pt NPs的组装，构建具有催化活性的Ti₃C₂/Pd/Pt纳米复合材料。该方法制备过程容易操作，材料的性能可控，表面修饰的Pd/Pt纳米粒子分布均匀，合成的复合材料催化活性高、可用于构建灵敏的生物传感器用于生物体系中多巴胺浓度检测。

为达到上述目本发明的技术方案如下：

一种碳化钛/钯/铂纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在磁力搅拌的条件下，将Ti₃AlC₂粉末慢慢加入到氢氟酸溶液中，反应45小时以刻蚀Ti₃AlC₂中Al层；再将得到的溶液离心分离、用去离子水离心清洗得到Ti₃C₂分散液；然后在氮气保护下，将得到的分散液在冰水浴中超声1小时，再以500 rpm的转速离心，收集上清液用0.2 µm滤膜抽滤，得到二维Ti₃C₂纳米片；

（2）将制得的Ti₃C₂纳米片分散到DNA溶液中，超声30分钟，再用10000 rpm转速离心分离，用去离子水清洗3次，得到Ti₃C₂/DNA复合材料；