[发明专利]一价铜水解法制备用于葡萄糖电化学检测的CNTs/S-Cu2O

说明书

一价铜水解法制备用于葡萄糖电化学检测的CNTs/S‑Cu₂O，本发明涉及一种利用一价铜水解制备用于葡萄糖电化学检测的CNTs/S‑Cu₂O复合材料的方法。本发明是要解决氧化亚铜用于葡萄糖电化学检测时导电性差、催化活性低等问题。一价铜水解法制备用于葡萄糖电化学检测的CNTs/S‑Cu₂O：(1)酸性一价铜溶液的配制；(2)CNTs水溶液的配制；(3)CNTs‑Cu(Ⅰ)水溶液的配制；(4)水解法制备CNTs/S‑Cu₂O。通过一价铜水解法制备的CNTs/S‑Cu₂O复合材料导电性优异、比表面积大，因此用于葡萄糖电化学检测时显示出良好的线性关系和线性范围。

技术领域

本发明属于葡萄糖电分析领域，涉及一种利用一价铜水解制备用于葡萄糖电化学检测的CNTs/S-Cu₂O复合材料的方法。

背景技术

葡萄糖是一种重要的生命物质，人体血液中的葡萄糖含量对于人类的健康至关重要，因此血糖含量的检测已成为监测人体健康的重要指标。在众多检测血液中葡萄糖含量的方法当中，电化学分析方法具有分析速度快、设备简单等优点，因此葡萄糖的电化学检测已成为分析葡萄糖的重要手段，在临床上有众多应用。葡萄糖的电化学分析方法中，由于酶传感器的活性会受到温度、湿度等众多因素的巨大影响，因此采用无酶传感器对葡萄糖进行电化学检测显示出更大的优势。

无酶型电化学传感器一般采用对葡萄糖的氧化具有催化作用的材料，使葡萄糖在电极表面发生催化氧化，根据氧化电流的大小对葡萄糖的浓度进行定量分析。氧化亚铜是一种p型半导体材料，改变其电位时可以激发产生空穴从而催化葡萄糖的氧化，因此利用氧化亚铜制备葡萄糖无酶电化学传感器受到了广泛关注。氧化亚铜的制备方法有很多，由于一价铜的水合离子不稳定，因此通常采用二价铜盐以及还原剂经过液相还原法或者水热法制备得到氧化亚铜。由于纳米氧化亚铜具有巨大的比表面积，因此为了更有效的提高其催化活性，研究人员对比了各种降低氧化亚铜粒径的方法，发现液相还原法具有比较理想的效果，可以获得粒径较大的砖红色氧化亚铜以及粒径较小的黄绿色氧化亚铜。但是所得到的氧化亚铜的粒径和形貌受到还原剂加入顺序和加入速度的影响，较难控制。不仅如此，氧化亚铜是一种导电性较差的半导体材料，将其用于电化学传感器时，由于较大的电阻很难充分发挥其优异的催化能力，因此研究人员还探索了增加其导电性的方法，比如使氧化亚铜生长在导电性好的碳材料上，制备成氧化亚铜与碳的复合材料，不仅可以有效增加导电性，还可以增加氧化亚铜的比表面积并防止纳米氧化亚铜团聚；另外，还可以对氧化亚铜进行掺杂，增加缺陷密度从而提高载流子浓度，以期提高其导电性。

如果可以制备出具有高比表面积和优异导电性的氧化亚铜复合材料，并且以此为基础制备出葡萄糖无酶传感器实现对葡萄糖快速、灵敏、稳定的电化学检测，对目前葡萄糖无酶传感器性能的提升具有重大意义。因此，开发简单、可控的制备具有高比表面积及良好导电性的氧化亚铜复合材料的新方法是提升葡萄糖无酶电化学传感器实际应用价值的关键技术，对更快更好更方便的监测人类健康指数具有重要的推动作用。

发明内容

本发明是要解决目前制备氧化亚铜的方法复杂、材料粒径难控制且导电性较差等问题，同时还可以解决氧化亚铜用于葡萄糖电化学检测时响应速度慢、准确度低等问题，而提供一种利用一价铜水解制备用于葡萄糖电化学检测的CNTs/S-Cu₂O复合材料的方法。

本发明的一价铜水解法制备用于葡萄糖电化学检测的CNTs/S-Cu₂O按照以下步骤进行：

(1) 酸性一价铜溶液的配制：a. 按照邻苯二酚的质量为10~30 mg、硫脲的质量为0.2~2.0 g、辅助络合剂的质量为0.1~2.0 g分别称取邻苯二酚、硫脲和辅助络合剂；然后依次加入50 mL去离子水中，搅拌至溶解后采用氨水或盐酸调整pH至5.0~6.5，得到溶液A；b.缓慢向溶液A中加入0.01~0.5 g氯化亚铜，搅拌至溶解后陈化12~36 h制得酸性一价铜溶液；