[发明专利]一种硫化锌钴双金属有机框架材料及其制备方法和在电化学检测葡萄糖中的应用

说明书

本发明提供了一种硫化锌钴双金属有机框架材料及其制备方法和在电化学检测葡萄糖中的应用，属于葡萄糖检测技术领域。在本发明中，Zn自身具有一定的电化学催化效果，但是由于Zn有机框架材料中活性位点有限且轨道不足，在电化学检测的应用上具有局限性。本发明使用Zn、Co作为有机框架材料的双配位金属，Co的加入能够置换原有Zn的位置，使Zn更多地暴露在有机框架材料的表面，提升催化活性。本发明通过硫化反应，锌钴双金属有机框架材料在硫化过程中会形成中空结构，比表面积更大，能够提供更多的催化活性位点，并且S的电负性更低，可以减少有机框架材料结构坍塌，保持材料结构稳定。

技术领域

本发明涉及葡萄糖检测技术领域，特别涉及一种硫化锌钴双金属有机框架材料及其制备方法和在电化学检测葡萄糖中的应用。

背景技术

葡萄糖是一种有机化合物，也是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物，即生物的主要供能物质。目前，葡萄糖在发酵工业、食品工业、化学工业和医学领域均有广泛的应用。

在过去几十年中，已经报道了许多葡萄糖检测方法，如液相色谱法、气相色谱法、质谱法、荧光法、电化学法和毛细管电泳法。其中，电化学技术因其成本低、分析时间短、操作简便、灵敏度高、选择性高、适合实时检测等优点而备受关注。一般来说，葡萄糖电化学传感器可分为两类，即酶基传感器和非酶基传感器。其中酶基传感器具有高特异性、灵敏度和宽响应范围。但此类传感器成本高昂，而且酶的催化活性会受到环境因素的影响，如温度、pH值和湿度。

近年来，非酶电化学葡萄糖传感器克服了现有酶基传感器的主要缺点，成为热门研究领域之一。目前，贵金属如金、银、铂及其合金催化剂被认为是性能最好的非酶电传感材料。然而，尽管贵金属及其合金对葡萄糖氧化具有很高的电催化活性，但其成本高昂，限制了其推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种硫化锌钴双金属有机框架材料及其制备方法和在电化学检测葡萄糖中的应用。本发明提供的硫化锌钴双金属有机框架材料成本低廉，对于葡萄糖具有良好的电催化氧化活性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种硫化锌钴双金属有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：

将可溶性锌盐、可溶性二价钴盐、2-甲基咪唑和第一分散溶剂混合，进行配位反应，得到锌钴双金属有机框架材料；

将所述锌钴双金属有机框架材料与硫化物、第二分散溶剂混合，进行硫化反应，得到硫化锌钴双金属有机框架材料。

优选的，所述可溶性锌盐中锌离子和可溶性二价钴盐钴离子的摩尔比为2:1～4；

所述可溶性锌盐、可溶性钴盐的物质的量之和与2-甲基咪唑的物质的量之比为1:2～4。

优选的，所述硫化物为硫代乙酰胺、硫化钠和硫脲中的一种或几种。

优选的，所述锌钴双金属有机框架材料与硫化物的摩尔比为1:2～5。

优选的，所述硫化反应的温度为80～180℃，时间为3～12h。

本发明提供了上述制备方法制备得到的硫化锌钴双金属有机框架材料，所述硫化锌钴双金属有机框架材料的有机配体为2-甲基咪唑，配位金属为硫化锌和硫化钴。

优选的，所述硫化锌钴双金属有机框架材料的粒径为100～500nm。

本发明提供了上述硫化锌钴双金属有机框架材料在电化学检测葡萄糖中的应用。

本发明提供了一种检测葡萄糖的电化学传感器，包括工作电极、对电极、参比电极和电解液，其特征在于，所述工作电极的电极材料包括上述硫化锌钴双金属有机框架材料。

本发明提供了一种电化学检测葡萄糖的方法，包括以下步骤：