[發(fā)明專利]納米TiB2/碳納米管復(fù)合糊電極傳感器的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810454243.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN108490050A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慧芝;許崇娟;盧燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/30
• 分類號(hào): G01N27/30;G01N27/26
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 高強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種納米TiB₂/碳納米管復(fù)合糊電極傳感器的制備方法，其特征在于，采用濃硫酸和過硫酸銨對(duì)碳納米管進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理碳納米管；然后，在瑪瑙研缽中，分別加入，納米TiB₂：38~42%，預(yù)處理碳納米管：23~26%，1?丙烯基?3?甲基咪唑四氟硼酸鹽：25~30%，甘油：6~10%，研磨均勻，即得混合物碳糊；然后將其碳糊裝入連有導(dǎo)線的內(nèi)經(jīng)為Φ5mm的玻璃管內(nèi)，壓實(shí)，干燥，用金相砂紙打磨，拋光，去離子水洗滌，即得納米TiB₂/碳納米管復(fù)合糊電極。本申請(qǐng)所制備的碳糊電極比普通的碳糊電極導(dǎo)電性能提高4~5倍，電化學(xué)窗口寬、制備方法簡(jiǎn)單、成本低、表面易更新、殘余電流小等優(yōu)點(diǎn)。檢測(cè)頭孢克肟靈敏度高，選擇性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電化學(xué)傳感器的制備方法，特別涉及一種納米TiB₂ /碳納米管復(fù)合糊電極傳感器的制備方法及應(yīng)用。屬于電化學(xué)分析領(lǐng)域。

背景技術(shù)

二硼化鈦（TiB₂）粉末是灰色或灰黑色的，具有六方(AlB2)的晶體結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)中的硼原子面和鈦原子面交替出現(xiàn)構(gòu)成二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中的B與另外3個(gè)B以共價(jià)鍵相結(jié)合，多余的一個(gè)電子形成大π鍵。這種類似于石墨的硼原子層狀結(jié)構(gòu)和Ti外層電子決定了TiB2具有良好的導(dǎo)電性和金屬光澤，而硼原子面和鈦原子面之間Ti-B鍵決定了這種材料的高硬度和脆性的特點(diǎn)。其具有高熔點(diǎn)（3250℃）、維氏硬度（約39.6GPa）、高體彈模量（496GPa），并呈現(xiàn)金屬的導(dǎo)電特性電阻率在10^-8Ω?m化學(xué)和熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。二硼化鈦在空氣中抗氧化溫度可達(dá)1000℃，在HCl和HF酸中穩(wěn)定。二硼化鈦主要用于制備復(fù)合陶瓷制品。由于其可抗熔融金屬的腐蝕，可用于熔融金屬坩鍋和電解池電極的制造。是一類具有高容量電化學(xué)儲(chǔ)能電極材料。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。由于碳納米管（CNTs）中碳原子采取SP²雜化，相比SP³雜化，SP²雜化中S軌道成分比較大，使碳納米管具有高模量和高強(qiáng)度。碳納米管上碳原子的P電子形成大范圍的離域π鍵，由于共軛效應(yīng)顯著，碳納米管具有一些特殊的電學(xué)性質(zhì)。當(dāng)CNTs的管徑大于6nm時(shí)，導(dǎo)電性能下降；當(dāng)管徑小于6nm時(shí)，CNTs可以被看成具有良好導(dǎo)電性能的一維量子導(dǎo)線。另外，將碳納米管與其他納米結(jié)構(gòu)復(fù)合也抑制碳納米管片層的重疊。將高容量的過渡金屬氮化物或?qū)щ娋酆衔锱c碳納米管進(jìn)行疊層復(fù)合，一方面碳納米管被其他物質(zhì)隔離開，能夠減少團(tuán)聚，增加電解液的流動(dòng)性，另一方面，碳納米管為復(fù)合后的贗電容物質(zhì)提供了電子傳導(dǎo)的三維網(wǎng)絡(luò)。基于碳納米管的復(fù)合材料表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，在獲得高容量的同時(shí)保持有良好的倍率性能。

碳糊電極是利用導(dǎo)電性的炭材料，如石墨粉與憎水性的粘合劑混合制成糊狀物，然后將其涂在電極棒的表面或填充入電極管中而制成的一類電極。由于碳糊電極無(wú)毒、電化學(xué)窗口寬、制備方法簡(jiǎn)單、成本低、表面易更新、殘余電流小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電化學(xué)分析、生物傳感器制備和環(huán)境檢測(cè)、食品藥品分析中。但碳糊電極也存在一些缺點(diǎn)，如導(dǎo)電性能差，靈敏度低，穩(wěn)定性差等。為了改進(jìn)碳糊電極的性能，采用納米TiB₂ /碳納米管復(fù)合材料作為碳糊電極的導(dǎo)電材料，采用離子液體作為膠粘劑，大大改善電極的性能。離子液體是完全有離子組成的在室溫下呈液態(tài)的鹽，具有性質(zhì)穩(wěn)定、導(dǎo)電性能優(yōu)異和電化學(xué)窗口寬等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于材料、合成、生物催化和分離萃取等領(lǐng)域。離子液體加快了電子轉(zhuǎn)移速率，提高了電極靈敏度和選擇性。

頭孢克肟為口服用的第三代頭孢菌素類抗生素，適用于治療敏感菌所致的呼吸、泌尿和膽道等部位的感染。頭孢克肟對(duì)革蘭陰性桿菌產(chǎn)生的β-內(nèi)酰胺酶高度穩(wěn)定，對(duì)革蘭陰性桿菌抗菌作用強(qiáng)于第一代和第二代頭孢菌素，對(duì)革蘭陽(yáng)性球菌抗菌作用不如第一代和第二代頭孢菌素。目前國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的頭孢克肟藥品有片劑、膠囊、分散片、干混懸劑和顆粒劑等多種劑型，均為處方藥。用于治療支氣管炎、肺炎、腎盂腎炎、膀胱炎、尿道炎、膽囊炎、膽管炎、中耳炎、鼻竇炎、猩紅熱等。頭孢克肟的測(cè)定方法主要是高效液相色譜法，這種方法所使用的儀器昂貴，操作繁瑣。