[發明專利]鉑-碳量子點-四氰合鎳酸鈷三元雜化材料在氨傳感中的應用及其制備方法和膜傳感器

有效

• 申請號: 202110342042.3
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113155911B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 張冬至;戴昉納;羅雨薇;王興偉;宮禮坤
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;C01C3/11;C01B32/15
• 代理公司: 山東易佰捷知識產權代理事務所(普通合伙) 37326
• 代理人: 臧冰

1.一種鉑-碳量子點-四氰合鎳酸鈷三元雜化材料氨氣傳感器制備方法，其特征在于：①以六水合硝酸鈷和四氰合鎳酸鉀為原料，采用聚乙烯吡咯烷酮作為表面活性劑，檸檬酸鈉作為控制劑，在兩者共同作用下制備二維氰基橋聯Co-Ni雜金屬納米片；二維氰基橋聯Co-Ni雜金屬納米片具體為Co[Ni(CN)₄]；

②以乙二胺四乙酸二鈉簡稱EDTA-2Na為前軀體，在N₂或惰性氣氛下200-300℃煅燒，升溫速率1-5℃/min，煅燒時間1-3h；產物分散于水并超聲后，通過離心過濾，透析除雜，得碳量子點簡稱CQDs；將Co[Ni(CN)₄]溶液與合成的CQDs溶液，持續攪拌混合，后通過離心收集所得CQDs@Co[Ni(CN)₄]納米片，用CH₃OH洗滌分散備用；

③將聚乙烯吡咯烷酮PVP溶解在乙醇中，逐滴加入氯鉑酸H₂PtCl₆水溶液；室溫下攪拌2-5分鐘后，將溶液在80-98℃下回流3h，合成聚乙烯吡咯烷酮包裹的鉑納米粒子Pt NPs；合成后配得Pt NPs溶液，備用；

④在CQDs@Co[Ni(CN)₄]中逐滴加入Pt NPs溶液，并在室溫下持續攪拌3h使其充分混合；隨后，在6000rpm下離心5-20分鐘收集Pt/CQDs@Co[Ni(CN)₄]納米片，并用CH₃OH洗滌，除去溶液中的PVP；將獲得的Pt/CQDs@Co[Ni(CN)₄]重新分散在CH₃OH中，用來制備檢測NH₃的薄膜傳感層；

Co[Ni(CN)₄]制備過程包括：

1)將六水合硝酸鈷和聚乙烯吡咯烷酮溶解在甲醇中；

2)將四氰合鎳酸鉀和檸檬酸鈉溶解在10mL，體積比1:1的甲醇-水混合溶劑中；

3)將步驟1)和步驟2)所得兩溶液混均并超聲振蕩；然后使用渦旋振蕩器振蕩；隨后超聲振蕩，得到混合的均勻溶液；

4)將均勻溶液在室溫下靜置后，重復以上步驟③至少一次；

5)室溫下放置至溶液變渾濁；通過離心收集Co[Ni(CN)₄]，并用甲醇溶液反復離心洗滌兩次以上；

6)將獲得的Co[Ni(CN)₄]重新分散在甲醇溶液中，備用。

2.根據權利要求1所述的一種鉑-碳量子點-四氰合鎳酸鈷三元雜化材料氨氣傳感器制備方法，其特征在于：在步驟①中，聚乙烯吡咯烷酮與氯鉑酸配比范圍為(10～20)mg:(20～40)*10^-3mmol，聚乙烯吡咯烷酮平均分子量Mr＝40000，六水合硝酸鈷與四氰合鎳酸鉀質量比為1:(0.5-4)。

3.根據權利要求2所述的一種鉑-碳量子點-四氰合鎳酸鈷三元雜化材料氨氣傳感器制備方法，其特征在于：

在步驟1)中，六水合硝酸鈷與聚乙烯吡咯烷酮質量比為1:10；在步驟①中，六水合硝酸鈷與四氰合鎳酸鉀質量比為1:(0.5-4)。

4.根據權利要求2所述的一種鉑-碳量子點-四氰合鎳酸鈷三元雜化材料氨氣傳感器制備方法，其特征在于：鉑納米粒子的制備過程包括：

a將16.6mg聚乙烯吡咯烷酮PVP溶解在45mL乙醇中，b逐滴加入5.0mL濃度為6.0mM的氯鉑酸H₂PtCl₆水溶液，c在室溫下攪拌2分鐘，d將溶液在100mL燒瓶中在90℃下回流3h，合成PVP包裹的Pt NPs；合成后配得濃度為0.6mM的Pt NPs，備用。