[發明專利]磁珠電化學轉化-電沉積制備普魯士藍-金多功能表面方法

在審

• 申請號: 201610028539.7
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105548314A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 傅迎春;李玲艷;李延斌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

技術領域

本發明涉及了一種多功能表面制備方法，尤其是涉及了納米復合材料科 學、多功能表面及電化學生物傳感領域的一種磁珠電化學轉化-電沉積制備普魯 士藍-金多功能表面方法。

背景技術

功能表面在傳感、催化、功能涂層和表面防護等領域均有廣泛應用，多功 能化是必然發展趨勢。納米復合物具有其組成單體的性質和功能，還具有獨特 的協同效應，是當前科研和應用前沿。普魯士藍具有良好的化學穩定性、電催 化特性及生物相容性而深受關注。普魯士藍對過氧化氫的電還原具有高催化活 性，能有效降低過氧化氫的還原電位，減少電化學活性物的干擾，加之其成本 低廉，使得普魯士藍在修飾電極上比辣根過氧化物酶更優越，在化學與生物傳 感器中常作為電子中介體，廣泛地應用于電化學分析、化學(生物)傳感領域。 然而，普魯士藍表面修飾性較差。貴金屬納米材料，如納米金、納米鉑和納米 銀等，因具有表面等離子體吸收特性、優異的催化活性和光學特性，表面修飾 性強且功能豐富，在材料研究和生物傳感研究領域備受關注。

綜上，現有技術中缺少用于化學和生物傳感的具有催化和表面修飾的多功 能表面。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供了一種磁珠電化學轉化-電沉 積制備普魯士藍-金多功能表面方法，通過磁珠、氯金酸為底物制備普魯士藍- 金多功能表面，采用共電沉積方法，普魯士藍和金在電極表面原位同時沉積， 生成均一的復合組分材料，復合材料在化學和生物傳感具有檢測應用。

本發明采用的技術方案包括如下步驟：

1)取磁珠分散液滴于洗凈的金磁電極上，用移液槍將上清液移去，滴加水 進行覆蓋金磁電極，再重復一次上述移去上清液和滴加水步驟，得到磁珠修飾 電極；

2)將磁珠修飾電極(即固定有磁珠電極)移入氯金酸、鐵氰化鉀和硫酸鉀 混合溶液中，以磁珠修飾電極為工作電極、甘汞電極為參比電極和碳棒為對電 極構建三電極系統，采用多電位階躍法，制備得到普魯士藍-金納米復合材料修 飾的多功能表面。

所述的磁珠分散液中磁珠濃度為1-5mg/mL，粒徑為30-200nm，體積為5 μL。

所述的磁珠的表面不包含修飾層或者包含有厚度在5nm以下的修飾層，如 聚合物或硅殼。

所述的磁珠為氧化鐵磁珠或四氧化三鐵磁珠。

所述的工作電極采用磁電極，在電極下方可根據需要施加磁場。

所述氯金酸、鐵氰化鉀和硫酸鉀混合溶液的體積為300μL，氯金酸、鐵氰 化鉀和硫酸鉀的濃度分別為1-5mM，0.1-1mM和0.1M。

所述步驟1)中金磁電極采用以下方式清洗：金磁電極依次在砂紙、粒徑 0.5μm氧化鋁粉末和粒徑0.05μm氧化鋁粉末中打磨，打磨后經充分清洗，再 依次在超純水、乙醇和超純水中各超聲5分鐘，配制Prihna溶液滴加5μL于電 極表面，保持5分鐘，Prihna溶液主要由濃硫酸和30％過氧化氫溶液以體積比 3:1配制，最后采用大量水進行清洗。

所述多電位階躍參數采用：第一階段，電壓1.65V，時長300s；第二階段 電壓-0.05V，時長250s。

所述的氯金酸替換為其它貴金屬化合物，其它貴金屬化合物為氯鉑酸或者 氯化鈀。

所述多功能表面可用于但不限于化學傳感和生物傳感。

所述多電位階躍法可采用循環伏安法代替，要求高電位為1.65V，低電位 為-0.05V，掃描圈數不低于20。

本發明得到的多功能表面可采用循環伏安法和掃描電鏡等表征。

本發明主要是通過磁場將磁珠固定在金磁電極表面，在K₂SO₄、HAuCl₄和 K₃[Fe(CN)₆]的混合溶液中，施加1.65V電位在電極表面析氧生成氫離子與氧化 鐵反應生成鐵離子，接著施加-0.05V電位還原鐵離子成亞鐵離子并與共存的亞 鐵氰化鉀反應生成普魯士藍，同時還原氯金酸根生成納米金，最終獲得普魯士 藍-金納米復合物膜，并通過控制前驅體的比例可調控納米復合材料的尺寸及形 貌。

由此，本發明采用共電沉積方法的有益效果和優勢是：

本發明采用電化學產生酸性環境，從而可采用中性初始溶液，擴大了該方 法的使用范圍。