[发明专利]一种纳米盘电极的葡萄糖光电传感器的制备方法

说明书

本发明涉及光电转化材料，具体涉及一种基于Fesubgt;2/subgt;TiOsubgt;5/subgt;纳米盘电极的葡萄糖光电传感器的制备方法；本发明以MIL‑125(Ti)、表面活性剂和铁盐等为原料，通过水热反应合成出Fesubgt;2/subgt;TiOsubgt;5/subgt;纳米盘。这种Fesubgt;2/subgt;TiOsubgt;5/subgt;纳米盘具备规则的形貌、较大的比表面积、较窄的带隙和优异的光学稳定性。通过一系列地表征，证明Fesubgt;2/subgt;TiOsubgt;5/subgt;纳米盘被成功制备。将Fesubgt;2/subgt;TiOsubgt;5/subgt;纳米盘修饰到导电玻璃ITO上，制备成葡萄糖光电化学传感器。这种葡萄糖光电化学传感器的最低检测限为1.5 nM，同时具有较宽的线性范围、良好的选择性、重复性和稳定性。与传统的TiOsubgt;2/subgt;、MIL(Ti)、Fe‑Ti‑O等材料相比，这种Fesubgt;2/subgt;TiOsubgt;5/subgt;纳米盘对葡萄糖表现出更高的光电化学催化性能。

技术领域

本发明涉及光电转化材料，具体涉及一种基于Fe₂TiO₅纳米盘电极的葡萄糖光电传感器的制备方法。

背景技术

糖尿病发病率的逐年增高，给包括中国在内的诸多国家带来了危机与挑战。糖尿病防治的前提是实现血糖的准确、即时检测。目前，葡萄糖的检测方法包括荧光法、电化学、分光光度法、化学发光法、光电化学法等。与前述提到的方法相比，光电检测技术精度高、灵敏度高、寿命长，检测时间短。从检测机理看，在可见光的照射下，催化剂的价带（VB）中的电子被激发到导带（CB）中，VB中产生空穴。同时溶解的氧气作为电子受体将电子转移到电解液中，电子和空穴传输路径大大提高氧化还原反应的性能。基于光电检测技术研发的葡萄糖传感器，制备方法简单，具备较高的灵敏度与较低的检出限，可方便快捷地现葡萄糖的检测。然而，决定光电葡萄糖传感器性能优劣的关键在于功能纳米材料的选取。

作为一种光电转化材料，Fe₂TiO₅由于具有较高的活性和稳定性而得到广泛的研究。常见的光催化宽带隙半导体如二氧化钛、二氧化锡、氧化锌等，它们的缺陷明显，如二氧化钛的带隙高达3.2 eV，需要利用紫外线照射实现光电转换，这极大增加了传感器的成本与技术难度。在催化剂的设计策略中，催化能力提升的常用手段为金属掺杂。Fe掺杂二氧化钛所产生的光催化活性要高于纯二氧化钛，这主要归因为不同浓度的Fe³⁺掺杂可以在导带底部形成局域带，从而减小电子空穴复合几率，Fe₂TiO₅的带隙仅为2.2 eV，远低于TiO₂的3.2 eV。这为我们开发基于Fe₂TiO₅纳米盘的光电葡萄糖传感器提供了理论依据。Fe₂TiO₅检测葡萄糖的机理可能为：

目前，虽然有一些Fe₂TiO₅的材料被报道，但是这些材料大多是一些纳米颗粒，没有规则的形貌。我们通过改进实验方法，巧妙地制备出Fe₂TiO₅纳米盘。截止到目前为止，关于使用Fe₂TiO₅纳米盘来制作光电葡萄糖传感器的研究至今没有被报道。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种基于Fe₂TiO₅纳米盘电极的葡萄糖光电传感器的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种Fe₂TiO₅纳米盘的制备方法，通过水热合成MIL(Ti)前驱与铁盐水浴合成得到，具体包括以下步骤：