[发明专利]用于无酶葡萄糖检测的“拱桥状”NiO修饰电极及其制备方法

说明书

本发明公开一种用于无酶葡萄糖检测的“拱桥状”NiO修饰电极及其制造方法，所述的“拱桥状”NiO修饰电极具有以下理化性质：所述的NiO颗粒均匀分布在碳纸上，呈现“拱桥状”的结构，所述的“拱桥状”的结构中间具有孔洞结构，表面粗糙具有层状堆砌结构；所述的“拱桥状”的结构含有C、O和Ni元素。通过在碳纸上合成“拱桥状”NiO，提高其比表面积，增加其活性位点，从而提高其电催化氧化性能。此外，通过构建“拱桥状”NiO/碳纸自支撑电极，有助于提高电极的导电性能，而且碳纤维为纳米材料的生长提供了空间，有助于改善其分散性，从而有助于提高其电催化氧化性能。

技术领域

本发明涉及葡萄糖检测技术领域，尤其涉及用于无酶葡萄糖检测的“拱桥状”NiO修饰电极及其制备方法。

背景技术

目前，测定葡萄糖含量的方法有很多，但是电化学传感器检测具有价格低廉、方便快捷，且反应迅速灵敏度高等优点备受人们关注。其中，纳米结构的NiO因良好的电催化活性，低成本，良好的稳定性及抗氯中毒能力等优点，被认为是极具有潜力的葡萄糖催化材料之一。Subash等人采用超声辅助方法在GO合成了NiO，并研究了其在碱性介质中对葡萄糖的响应，其线性范围和检出限依次为0.62mμM～2.2mM和0.17μM(Subash Vetri Selvi,Alagumalai Krishnapandi,Shen Ming Chen,Shanmugam Ragurethinam,Huang JiShiuan.New Journal of Chemistry,2020,44(35):15071-15080)。Venkadesh等人[7]通过对镍与对苯二甲胺络合物制备了超小尺寸的NiO纳米颗粒，使其修饰玻碳电极构建了无酶葡萄糖传感器，该传感器的灵敏度为0.310μA·μM-1·cm-2，检出限为3.5μM，响应时间低于5s(Venkadesh A,Mathiyarasu J.,Dave S.,Radhakrishnan S..Inorganic ChemistryCommunications,2021,131:108779.)。Ni等人采用化学活化和水热结合方法合成了活性炭/NiO，使其修饰玻碳电极构建了线性范围为10μM～3.3mM和检测限为1μM的葡萄糖传感器(Yue Ni,Jian Xu,Qing Liang,Shijun Shao.SensorsActuators:B.Chemical,2017,250:491-498.)。Mishra等在FTO基底上生长了花瓣状NiO，所构建的无酶传感器的灵敏度和检出限依次为3.9μA·μM-1·cm-2和1μM，且具有良好的稳定性，重复性以及抗干扰能力(MishraSuryakant,Yogi Priyanka,Sagdeo P R,Kumar Rajesh.Nanoscale research letters,2018,13(1):16.)。Anweshi等人运用牺牲模板法合成了多壳NiO空心球，其构建传感器线性范围为2～2.6mM，灵敏度高达1646μA·μM-1·cm-2(Anweshi Dewan and Sattwick Haldarand Remya Narayanan..Journal of Solid State Electrochemistry,2020,25(3):1-10.DOI:10.1007/s10008-020-04861-2.)。虽然多种纳米结构的NiO已用于构建无酶葡萄糖传感器中，但纳米结构NiO易团聚降低了其比表面积，从而降低了其电催化氧化性能。

发明内容

(一)技术问题

本发明主要解决了纳米结构NiO易团聚降低了其比表面积的问题，为此，本申请提供了一种用于无酶葡萄糖检测的“拱桥状”NiO修饰电极的制备。

(二)技术方案

本发明为了提高电极的导电性能、减少纳米材料的团聚现象以及减少制备电极的步骤，在亲水性的碳纸上构建自支撑电极，构建无酶葡萄糖传感器，此传感器具有较宽的检测范围，较高的灵敏度，良好的重现性和稳定性，以及优秀的抗干扰能力和实测效果。