[發明專利]一種基于雙金屬納米粒子摻雜的含釩雜多酸/碳納米管的多巴胺電化學傳感電極

有效

• 申請號: 201611170258.1
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106770552B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 馬慧媛;焦佳;龐海軍;王新銘;譚立超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

1.一種基于雙金屬納米粒子摻雜的含釩雜多酸/碳納米管的多巴胺電化學傳感電極，其特征在于一種基于雙金屬納米粒子摻雜的含釩雜多酸/碳納米管的多巴胺電化學傳感電極由ITO電極、聚乙烯亞胺層、負載雙金屬納米粒子的含釩雜多酸層和碳納米管層制備而成；以聚乙烯亞胺層/負載雙金屬納米粒子的含釩雜多酸層/聚乙烯亞胺層/碳納米管層為一個循環單元，將循環單元進行循環n次，得到基于雙金屬納米粒子摻雜的含釩雜多酸/碳納米管的多巴胺電化學傳感電極，其中n為6的整數；

所述的基于雙金屬納米粒子摻雜的含釩雜多酸/碳納米管的多巴胺電化學傳感電極上的復合膜的厚度為1.73μm；

所述的基于雙金屬納米粒子摻雜的含釩雜多酸/碳納米管的多巴胺電化學傳感電極的制備方法，是按以下步驟完成的：

一、制備摻雜有鈀-鉑合金納米粒子的Keggin型PMo₉V₃溶液：

(1)、在攪拌速度為40r/min的磁力攪拌條件下將聚乙烯吡咯烷酮溶解于乙二醇中，再加熱至110℃，得到溶液A；

所述溶液A中聚乙烯吡咯烷酮的質量與乙二醇的體積的比為105mg:8mL；

(2)、在室溫下將氯亞鈀酸鈉和氯亞鉑酸鉀溶于乙二醇中，得到溶液B；

所述的氯亞鈀酸鈉與氯亞鉑酸鉀的摩爾比1:1.4；

所述的氯亞鈀酸鈉的質量與乙二醇的體積的比為28.5mg:3mL；

(3)、將溶液B以20mg/s的滴加速度滴加到溶液A中，再在溫度為110℃的條件下反應5h，得到Pd@Pt NPs溶液；

所述的Pd@Pt NPs溶液中聚乙烯吡咯烷酮與氯亞鈀酸鈉的質量比為105:28.5；

(4)、制備Keggin型PMo₉V₃溶液：

①、將偏釩酸鈉溶于蒸餾水中，再加熱至100℃，得到溫度為100℃的偏釩酸鈉溶液；

所述的偏釩酸鈉的物質的量與蒸餾水的體積比為0.30mol:200mL；

②、將Na₂HPO₄溶解到蒸餾水中，得到Na₂HPO₄溶液；

所述的Na₂HPO₄的物質的量與蒸餾水的體積比為0.050mol:50mL；

③、將溫度為100℃的偏釩酸鈉溶液和Na₂HPO₄溶液混合，再自然冷卻至室溫，得到偏釩酸鈉和Na₂HPO₄的混合溶液；

所述的偏釩酸鈉溶液與Na₂HPO₄溶液的體積比為4:1；

④、向偏釩酸鈉和Na₂HPO₄的混合溶液中逐滴加入質量分數為98％的硫酸，得到溶液Ⅰ；

所述的偏釩酸鈉和Na₂HPO₄的混合溶液與質量分數為98％的硫酸的體積比為50:1；

⑤、將Na₂MoO₄·2H₂O溶解到蒸餾水中，得到Na₂MoO₄溶液；

所述的Na₂MoO₄·2H₂O的物質的量與蒸餾水的體積比為0.225mol:150mL；

⑥、將Na₂MoO₄溶液與溶液Ⅰ混合，再在攪拌速度為50r/min～100r/min的條件下緩慢加入質量分數為98％的濃硫酸，再自然冷卻至室溫，再使用乙醚進行萃取，中層物質為雜多酸乙醚配合物；將分離出的雜多酸乙醚配合物溶于蒸餾水中，再向蒸餾水中吹入空氣，除去乙醚，得到磚紅色固體；將磚紅色固體溶于蒸餾水中，再在真空干燥箱中濃縮至得到晶體，再進行過濾，水洗，得到紅色晶體，即為Keggin型PMo₉V₃；

所述的Na₂MoO₄溶液與溶液Ⅰ的體積比為(200～300):150；

所述的Na₂MoO₄溶液與質量分數為98％的硫酸的體積為150:85；

⑦、將Keggin型PMo₉V₃溶解到蒸餾水中，得到Keggin型PMo₉V₃溶液；

所述的Keggin型PMo₉V₃的物質的量與蒸餾水的體積比為5mmol:1L；

(5)、將Keggin型PMo₉V₃溶液與Pd@Pt NPs溶液混合，再在常溫下超聲20min，超聲頻率為80Hz，得到摻雜有鈀-鉑合金納米粒子的Keggin型PMo₉V₃溶液；

所述的Keggin型PMo₉V₃溶液與Pd@Pt NPs溶液的體積比為1:1；

所述的摻雜有鈀-鉑合金納米粒子的Keggin型PMo₉V₃溶液中鈀-鉑合金納米粒子為球形的納米顆粒，粒徑為5nm～8nm；

二、制備復合電極：

①、將ITO電極浸入到聚乙烯亞胺水溶液中，浸泡10h，取出后用去離子水沖洗，再用氮氣吹干，得到基底含有聚乙烯亞胺層的電極；

所述的聚乙烯亞胺水溶液的濃度為10mmol/L；

②、將基底含有聚乙烯亞胺層的電極浸入到聚乙烯亞胺水溶液中，浸泡20min，取出后用去離子水沖洗，再用氮氣吹干，得到表面含有聚乙烯亞胺層的電極；

所述的聚乙烯亞胺水溶液的濃度為10mmol/L；

③、將步驟二②中得到的表面含有聚乙烯亞胺層的電極浸入到步驟一(5)中得到的摻雜有鈀-鉑合金納米粒子的Keggin型PMo₉V₃溶液中，浸泡20min，取出后用去離子水沖洗，再用氮氣吹干，得到表面含有聚乙烯亞胺層/負載雙金屬納米粒子的含釩雜多酸層的電極；

④、將步驟二③得到的表面含有聚乙烯亞胺層/負載雙金屬納米粒子的含釩雜多酸層的電極浸入到聚乙烯亞胺水溶液中，浸泡20min，取出后用去離子水沖洗，再用氮氣吹干，得到表面含有聚乙烯亞胺層/負載雙金屬納米粒子的含釩雜多酸層/聚乙烯亞胺層的電極；

所述的聚乙烯亞胺水溶液的濃度為10mmol/L；

⑤、將步驟二④得到的表面含有聚乙烯亞胺層/負載雙金屬納米粒子的含釩雜多酸層/聚乙烯亞胺層的電極浸入到多壁碳納米管水溶液中20min，取出后用去離子水沖洗，再用氮氣吹干，得到表面含有聚乙烯亞胺層/負載雙金屬納米粒子的含釩雜多酸層/聚乙烯亞胺層/碳納米管層的電極；

所述的多壁碳納米管水溶液的濃度為3mg/mL；所述的多壁碳納米管水溶液中多壁碳納米管的管徑為224nm～592nm；

⑥、重復步驟二②至⑤的操作n次，得到基于雙金屬納米粒子摻雜的含釩雜多酸/碳納米管的多巴胺電化學傳感電極，記為[PEI/PMo₉V₃-Pd@Pt NPs/PEI/CNTs]_n修飾的ITO電極。