[发明专利]Ni-MOF超薄纳米带、合成方法及其应用

说明书

Ni‑MOF超薄纳米带、合成方法及其应用，属于电化学传感电极材料的制备技术领域。将戊二酸(C₅H₈O₄)和可溶性碱溶于乙醇水溶液中进行中和反应；将二价镍盐溶于乙醇水溶液中，制得二价镍的乙醇溶液；再将中和反应所得溶液与二价镍的乙醇溶液混合进行水热反应，取得Ni‑MOF超薄纳米带，其具有优秀的电化学响应和理想的电化学稳定性，可用于电化学传感。

技术领域

本发明属于电化学传感电极材料的制备技术领域。

背景技术

糖尿病是一种以高血糖为特点的世界性慢性疾病。因此，血糖含量的检测日益成为及时诊断和严格管理糖尿病的重要途径。在现有的方法中，电化学检测法由于成本较低，操作方便，灵敏度高和选择性强日益引起研究者对于开发新型葡萄糖传感器的关注。在电化学检测方法中，葡萄糖酶传感器具有高的灵敏度和选择性，但酶通常易被影响稳定性和受到高价格的束缚，其中pH值，温度，湿度和有毒的化学物质都会对其稳定性造成影响。针对这些缺陷，能够直接催化葡萄糖氧化的无酶葡萄糖传感器逐渐成为流行。目前，越来越多的报道显示，在有着较大的表面区域的纳米材料领域里，无酶葡萄糖传感器不仅能够提高葡萄糖的氧化动力学，并且拥有更高的选择性，无酶葡萄糖传感器影响力的正在不断提高。

金属有机框架材料（MOF），一种新型的由金属离子和团簇有机物组成的多孔配体材料，现已被广泛研究。MOFs材料，通过各种表征方法表明优良的骨骼框架和良好的孔隙结构使MOF材料适用于超级电容器，传感器，吸附，药物传输等方面。相比与其他配体材料，因为大表面积，高孔隙率，低密度，可控结构，可调孔径，MOFs材料被认为是未来纳米领域中最有前景的材料之一。MOFs材料前驱体的孔隙的大小可以通过改变有机配位体被调谐，最大孔径为9.8纳米。

纳米带（nanobelts）具有长方形界面，厚度在纳米数量级，为非常薄的长条形结构。

纳米带由于其大的比表面积，使其对表面吸附特别敏感，外界环境如温度，浓度等因素的改变会迅速引起电子输运的变化。利用其电阻变化显著可将其做成传感器，特点是响应速度快、灵敏度高、选择性优良。能够弥补MOF结构导电性差的缺陷。

发明内容

针对以上现有技术缺陷，本发明提出一种三维纳米结构的Ni-MOF电极材料——Ni-MOF超薄纳米带。

本发明Ni-MOF超薄纳米带的结构为[Ni₂₀(C₅H₆O₄)₂₀(H₂O)₈]•40H₂O。

经试验证实，这种Ni-MOF超薄纳米带具有优秀的电化学响应和理想的电化学稳定性，可用于电化学传感。

MOF作为电极材料存在着一个巨大的缺陷：导电性差。但是本发明提出的超薄纳米带具有较大的长厚比与长宽比，又易与导电剂复合，因此超薄纳米带拥有高的活性表面，能够成为优良的电极材料。

本发明的第二目的是提出上述的Ni-MOF 超薄纳米带的制备方法。

本发明的制备方法包括如下步骤：

1）将戊二酸(C₅H₈O₄)和可溶性碱溶于乙醇水溶液中进行中和反应；

2）将二价镍盐溶于乙醇水溶液中，制得二价镍的乙醇溶液；

3）将中和反应所得溶液与二价镍的乙醇溶液混合，在150～200℃环境条件下进行水热反应；

4）将水热反应所得的固相用去离子水和无水乙醇清洗后干燥，即得Ni-MOF超薄纳米带。