[发明专利]一种纳米银修饰的二氧化钛纳米柱阵列酶电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米银修饰的二氧化钛纳米柱阵列酶电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将碳纸作为基底材料，在所述碳纸上生长TiO₂纳米柱阵列；所述TiO₂纳米柱阵列中TiO₂纳米柱呈四棱柱形，每个TiO₂纳米柱由多个细小的呈四棱柱形的TiO₂纳米柱高度有序紧密排列而成；

(2)将步骤(1)中生长有TiO₂纳米柱阵列的碳纸浸泡在银溶胶中3-15小时，然后取出，用去离子水清洗后干燥即得纳米银修饰的二氧化钛纳米柱阵列；

(3)以牛血清蛋白-戊二醛为交联剂，采用改进交联法将葡萄糖氧化酶固定于步骤(2)中所述的纳米银修饰的二氧化钛纳米柱阵列表面，即形成所述纳米银修饰的二氧化钛纳米柱阵列酶电极；

其中，步骤(1)中，所述将碳纸作为基底材料，在碳纸上生长TiO₂纳米柱阵列，具体包括以下步骤：

(1.1)取一定尺寸大小的碳纸，清洗、烘干后备用；

(1.2)将钛源与无水乙醇按照体积比为1:4～1:20混合，然后向所述混合溶液中滴加冰乙酸，所述冰乙酸与钛源的体积比为1:50～1:250，室温下搅拌反应得到TiO₂胶体溶液；

(1.3)将步骤(1.1)中烘干备用的碳纸浸渍在步骤(1.2)中的TiO₂胶体溶液中，然后取出烘干，于300～400℃下处理10～30min后冷却至室温，得到吸附TiO₂纳米颗粒的碳纸；

(1.4)将所述吸附TiO₂纳米颗粒的碳纸放入盐酸和钛源的混合液中，在150～200℃下反应4～20小时，反应得到的产品用去离子水冲洗去除表面残留的反应液后干燥，得到生长有无定型TiO₂纳米柱阵列的碳纸；

(1.5)将步骤(1.4)中干燥后的产品在惰性气体保护下，以3～10℃/min的升温速率升温至250～300℃，并在250～300℃的温度下恒温10～15min，然后以3～10℃/min的升温速率升温至400～600℃，并在400～600℃的温度下恒温煅烧1～3小时，然后控制降温即得生长有晶体相的TiO₂纳米柱阵列的碳纸。

2.根据权利要求1所述的一种纳米银修饰的二氧化钛纳米柱阵列酶电极的制备方法，其特征在于，所述盐酸和钛源的混合液的制备过程如下：将质量浓度为36～38％的浓盐酸与去离子水按照体积比为1:1混合，然后加入钛源，所述钛源与所述浓盐酸的体积比为1:25～1:60，搅拌混匀即得所述盐酸和钛源的混合液。

3.根据权利要求1或2所述的一种纳米银修饰的二氧化钛纳米柱阵列酶电极的制备方法，其特征在于，所述钛源为钛酸丁酯、钛酸乙酯、钛酸异丙酯、四氯化钛中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米银修饰的二氧化钛纳米柱阵列酶电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述银溶胶的制备过程包括：

将乙二醇与去离子水按照体积比1:1均匀混合，然后向混合后的溶液中分别加入聚乙烯吡咯烷酮-K30和硼氢化钠，搅拌1～2min后，边搅拌边加入硝酸银进行反应，所述硝酸银:聚乙烯吡咯烷酮-K30:硼氢化钠的摩尔比为1:(0.01～0.03):(0.5～1)，反应后即得所述银溶胶。