[发明专利]一种MOFs复合TiO2

说明书

本发明属于光电化学分析技术领域，具体涉及一种MOFs复合TiO₂光活性材料电极的制备方法及应用，包括以下步骤：S01.制备HKUST‑1；S02.将TiO₂分散液滴加在ITO电极上；S03.制备HKUST‑1/TiO₂/ITO修饰电极；S04.制备CS/HKUST‑1/TiO₂/ITO复合电极；或所述步骤S04被S04’代替，所述步骤S04’包括：将步骤S03得到的HKUST‑1/TiO₂/ITO修饰电极，以8～12℃/min的速率，升温至300～380℃，焙烧0.8～1.5h，冷却后，即得HKUST‑CuO/TiO₂/ITO复合电极。本发明HKUST‑CuO具有的中空、薄层缺陷结构有利于增强对可见光的多重漫反射效应，传感器平台可进一步应用于对其它生物分子如甲胎蛋白(AFP)，林可霉素(Lin),重金属离子Hg²⁺等的高灵敏度检测，同时该复合材料对于催化降解染料分子也具有明显的效果。

技术领域

本发明属于光电化学分析技术领域，具体涉及一种MOFs复合TiO₂光活性材料电极的制备方法及应用。

背景技术

光电化学(PEC)技术继承了电化学方法的许多优势例如构建简单，携带便利和易于操作。不过，PEC分析方法比电化学手段拥有更低的过电位，因而对于构建高灵敏度的传感器具有更可靠的潜能。最近，在生物化学的生物分子检测领域例如特定的DNA序列,微观RNA分子,蛋白质活性酶，有机磷农药残留物等，PEC分析技术都受到了广泛的关注。对于构建PEC生物传感器，传感界面上光活性材料被功能化修饰的生物识别基质例如核酸分子,寡核苷酸适配子和生物抗体,它们的绝缘性能及产生的位阻效应会抑制界面材料发生氧化还原反应，因而导致PEC响应信号大幅度减弱。因而，提高光活性材料的光电转换效率是增强PEC生物传感器检测性能的不可缺失的因素之一。许多传统的光活性材料如TiO₂、CdS、ZnO、Bi₂S₃、MoS₂等已被用于构造PEC生物传感器的灵敏界面。

TiO₂纳米粒子作为典型的光催化剂，它只吸收小于387.5nm波长的紫外光，而该区域的光辐射会引起生物分子的损伤或破坏，并且由于它具有较宽的能禁级(3.2eV)，因而要求特定的光源用于产生激发态的电子。这些原因限制了TiO₂对于构建PEC生物传感器的实际应用。

金属有机骨架是一种由有机配体和金属离子连接组成具有周期性网状结构特征的功能性材料。由于它的高孔隙性、大的比表面积效应有利于捕集目标分析物并引起明显的信号响应，MOFs在PEC传感器制备中被认为有很大的潜在希望用作传感电极的修饰材料。然而，MOFs贫乏的导电性仍然是阻碍PEC性能提高的一个重要因素。而MOFs作为前驱体模板通过化学刻蚀，阳离子交换或高温热分解等不同的处理方法可以获得改良的分层级多孔结构MOFs衍生物材料，这些材料不仅保留了它们前驱体模板的大致形貌，同时也得到其它一些化学组分如金属氧化物粒子、硫化物和碳元素(C)材料,而后者通常能促进其电催化性能的更好提升。但是，对于制备具有特定结构并保留功其能化作用的MOFs衍生物用于构建高性能的光活性复合材料仍然面临不少挑战与困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的问题，提供一种MOFs复合TiO₂光活性材料电极的制备方法及应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种MOFs复合TiO₂光活性材料电极的制备方法，包括以下步骤：

S01.制备HKUST-1；

S02.将TiO₂分散液滴加在ITO电极上，自然晾干后，以400～480℃温度煅烧0.2～0.6h；