[发明专利]一种负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

按质量比1:1～5:0.5～3将碳源、活化剂和过渡金属盐混合，溶于有机溶剂中，80～100℃条件下充分搅拌，蒸干溶剂，得到灰黑色固体；将灰黑色固体置于惰性气体中，控制升温速率为3～10℃/min，升至500～1000℃，进行高温煅烧处理，煅烧时间为1～5h，得到黑色固体；将黑色固体进行洗涤，过滤以及真空干燥，获得具有分级孔结构的复合碳材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源为煤沥青、石油沥青、湖沥青、岩沥青中的一种或几种；

优选地，所述活化剂为可溶性氯化盐，选自氯化钠、氯化钾、氯化锂以及氯化钙中的一种或几种；

优选地，所述过渡金属盐为碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍、碳酸铁、碱式碳酸钴、碳酸钴、碳酸铜、碳酸锌以及碳酸镍中的一种或几种；

优选地，所述有机溶剂为氮甲基吡咯烷酮、二甲苯、四氯化碳以及四氢呋喃中的一种或几种；

优选地，所述惰性气体为氮气或氩气。

3.权利要求1～2所述方法制备的负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料。

4.权利要求3所述多孔碳材料在电极、电容器或者电池的制备以及催化或者吸附领域中的应用。

5.一种金属氧化物-多孔碳/玻碳电极的制备方法，其特征在于，步骤如下：将权利要求3所述的负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料分散于分散剂中，形成浓度为1～5mg/mL的分散液，将5～20μL分散液均匀滴涂于玻碳电极表面，自然晾干，得到金属氧化物-多孔碳/玻碳电极。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、水、聚偏氟乙烯、壳聚糖溶液、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠溶液以及全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物中的一种或几种。

7.一种硼酸/金属氧化物-多孔碳/玻碳电极的制备方法，其特征在于，步骤如下：将权利要求5～6任一项所述的金属氧化物-多孔碳/玻碳电极依次放入交联剂A溶液、羧基硼酸溶液、交联剂B溶液、氨基硼酸溶液中各30分钟，每次进行溶液转换时均用蒸馏水对电极进行清洗，最终得到硼酸/金属氧化物-多孔碳/玻碳电极；

所述交联剂A溶液，是由1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶解于pH值4～6，浓度1～8mmol/L的PBS缓冲溶液中形成的溶液，溶液浓度为3～10mg/mL；

所述交联剂B溶液，是由N-羟基琥珀酰亚胺或N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐溶解于pH值4～6，浓度1～8mmol/L的PBS缓冲溶液中形成的溶液，溶液浓度为3～10mg/mL；

所述羧基硼酸溶液，是将羧基硼酸溶于浓度为3～10mmol/L，pH值4～6的PBS缓冲溶液中所形成的羧基硼酸浓度为1～5mmol/L的溶液；

所述氨基硼酸溶液，是将氨基硼酸溶于浓度为3～10mmol/L，pH值4～6的PBS缓冲溶液中所形成的氨基硼酸浓度为1～5mmol/L的溶液。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述羧基硼酸为2-羧基苯硼酸、3-羧基苯硼酸、4-羧基苯硼酸、4-羧基-2-氟苯硼酸、4-羧基-3-氟苯硼酸、4-羧基-2-氯苯硼酸、4-羧基-3-氯苯硼酸、5-羧基-2-氟苯硼酸、5-羧基-2-氯苯硼酸、3,5-二羧基苯硼酸以及5-羧基-2羟甲基苯硼酸中的一种或几种；

优选地，所述氨基硼酸为2-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸、4-氨基苯硼酸、4-氨基甲酰苯硼酸、3-氨基-4-氟苯硼酸以及3-氨基-5-氟苯硼酸中的一种或几种。

9.一种权利要求7或8的方法制备的硼酸/金属氧化物-多孔碳/玻碳电极。

10.权利要求9所述的硼酸/金属氧化物-多孔碳/玻碳电极的用途，其特征在于，用于检测含有1,2-顺式二醇结构和/或1,3-顺式二醇结构的生物分子；优选地，所述生物分子为核苷酸、糖苷、多糖、多巴胺、肾上腺素或糖蛋白。