[發明專利]一種磷酸鎳/Co-MOFs復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910161825.4
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109752433B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 肖麗麗;唐小英;趙盛志;趙青;朱成杰;黃歡;蔣金
• 申請（專利權）人: 四川輕化工大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種磷酸鎳/Co?MOFs復合材料及其制備方法和應用，屬于電催化劑材料技術領域。該方法中首先將鎳鹽和磷酸鹽溶于水后，加入N,N?二甲基甲酰胺，混勻后于反應釜內進行水熱反應，水熱反應結束后過濾取沉淀，將沉淀洗滌干燥后制得納米磷酸鎳；然后將納米磷酸鎳分散于溶劑中，加入鈷鹽，攪拌1?5h后再加入2?甲基咪唑溶液，獲得反應液，將反應液攪拌0.5?5h后靜置1?24h，離心取沉淀，制得磷酸鎳/Co?MOFs復合材料。以該復合材料修飾的電極對葡萄糖的傳感靈敏度高，檢測限低，可以用于人體血清中葡萄糖的檢測。該復合材料制備工藝簡單，無需要還原劑、結構導向劑等添加劑，對設備要求不高，成本低，適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于電催化劑材料技術領域，具體涉及一種磷酸鎳/Co-MOFs復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

正常人血液中葡萄糖含量為3.8-6.9mmol/L，血糖含量超過標準值說明人體出現病變，其中由于胰島素分泌不足引起的糖尿病就是一種無法治愈的疾病。目前糖尿病威脅全球高達6億多人健康，糖尿病患者需要每天實時監測體內血糖濃度，因此發展便攜式、低成本的葡萄糖傳感器具有重要的意義。

目前，高效液相色譜法、比色法、化學發光法、熒光法、表面增強拉曼法、質譜法和電化學法都是檢測葡萄糖的技術。其中，電化學方法以操作簡單、設備成本低、易集成、便攜等優點成為目前最具發展潛力的葡萄糖檢測手段，該方法中電化學傳感器的核心部件是傳感器的電催化劑，現在商業的葡萄糖傳感器所用的一般為貴金屬納米顆粒。貴金屬價格昂貴、且容易失活阻止了其廣泛的應用。

過渡金屬元素具有類似貴金屬的高電化學活性，同時儲存豐富，價格低，是一類替代貴金屬作為葡萄糖傳感器的重要電催化劑。為了解決磷酸鎳電催化過程中的團聚和比表面積低的問題，本發明設計一種開孔MOF支撐的磷酸鎳復合催化劑，用于葡萄糖的電催化氧化。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種磷酸鎳/Co-MOFs復合材料的制備方法；目的之二在于一種磷酸鎳/Co-MOFs復合材料；目的之三在于提供一種電化學傳感器；目的之四在于提供該電化學傳感器在葡萄糖檢測中的應用。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

1、一種磷酸鎳/Co-MOFs復合材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)將鎳鹽和磷酸鹽溶于水后，加入N,N-二甲基甲酰胺，混勻后于反應釜內進行水熱反應，所述水熱反應結束后過濾取沉淀，將所述沉淀進行洗滌干燥后制得納米磷酸鎳；

(2)將步驟(1)中制得的納米磷酸鎳分散于溶劑中，然后加入鈷鹽，攪拌1-5h后再加入2-甲基咪唑溶液，獲得反應液，將所述反應液攪拌0.5-5h后靜置1-24h，離心取沉淀，制得磷酸鎳/Co-MOFs復合材料。

優選的，步驟(1)中，所述鎳鹽中鎳元素、磷酸鹽中磷元素、水和N,N-二甲基甲酰胺的摩爾比為40:20:5-35:1-9；所述水熱反應的條件為在100-180℃，反應3-10h。

優選的，步驟(1)中，所述鎳鹽為硝酸鎳、氯化鎳或硫酸鎳中的一種；所述磷酸鹽為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸氫二鈉或磷酸二氫鈉中的一種。

優選的，步驟(1)中，所述干燥具體為在60℃下干燥10h。

優選的，步驟(2)中，所述反應液中步驟(1)中制得的納米磷酸鎳、鈷鹽與2-甲基咪唑的質量比為100:14-742:16-821。

優選的，步驟(2)中，所述溶劑為甲醇、N,N-二甲基甲酰胺或乙醇中的一種；所述2-甲基咪唑溶液為2-甲基咪唑甲醇溶液、2-甲基咪唑N,N-二甲基甲酰胺溶液或2-甲基咪唑乙醇溶液中的一種。

優選的，步驟(2)中，所述鈷鹽為硝酸鈷、氯化鈷或硫酸鈷中的一種。