[发明专利]一种泡沫过渡金属磷化物负载贵金属的制备方法及其用途

说明书

本发明涉及电化学传感器技术领域和电催化领域，具体为一种泡沫过渡金属磷化物负载贵金属的制备方法及其用途，将泡沫过渡金属置于管式退火炉中，红磷粉末置于上风口，通过保护气体的气流驱动，使得磷蒸汽与试样接触并发生反应，生成三维多孔过渡金属磷化物载体；采用三电极体系，以泡沫过渡金属磷化物、Pt片和饱和甘汞电极分别作为工作电极、辅助电极和参比电极，施加恒定的工作电压，最终制备得到一种对葡萄糖无酶检测具有高活性、低探测极限的自支撑三维泡沫过渡金属磷化物负载贵金属纳米颗粒电极。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域和电催化领域，具体为一种泡沫过渡金属磷化物负载贵金属的制备方法及其用途。

背景技术

葡萄糖是有机体内极为重要的一种物质，葡萄糖的检测和分析对人类的健康以及疾病的诊断、治疗和控制有着重要意义。

目前，广泛应用于检测葡萄糖的方法很多，如分光光度计法、荧光检测、化学发光法、电化学分析法等。其中，电化学分析法灵敏度高、样品用量少、仪器简单、价格相对便宜，逐渐成为一种极有竞争力的葡萄糖检测方法。电化学传感器分为酶促葡萄糖电化学传感器和无酶葡萄糖电化学传感器。酶促葡萄糖传感器对葡萄糖的检测具有高选择性和灵敏度，但其不足在于，稳定性低，且酶本身的性质导致检测重现性差和固定化酶活性低等问题，限制了其在葡萄糖检测方面的应用。而无酶葡萄糖传感器利用葡萄糖在电极表面的直接电催化氧化对其进行检测，能够克服传统酶传感器的不足。

贵金属铂或钯是无酶葡萄糖传感器中最常用的电极材料，但由于活性位点较少，对葡萄糖的电催化氧化活性不是很高。而泡沫过渡金属经过磷化处理后，比表面积显著增大，将其作为传感器电极的载体可有效提高贵金属的利用率，从而构建出性能优越的无酶葡萄糖电化学传感器。

发明内容

本发明所采用的技术方案是：一种泡沫过渡金属磷化物负载贵金属的制备方法及其用途，按照如下步骤进行

步骤一、将红磷粉末和表面去除氧化层的泡沫过渡金属分别置于瓷舟中的两侧，红磷粉末与泡沫过渡金属的质量比为1:1-20:1；

步骤二、将瓷舟置于管式退火炉的中心位置，通入30-90min保护气体，瓷舟中红磷粉末处于保护气体的进风口，泡沫过渡金属处于保护气体的出风口；

步骤三、在保护气体的气氛保护下，首先将腔体内的温度以升温速率为1-10℃/min升至400-700℃，保温0.5-12h，然后以降温速率为1-10℃/min降温至250℃，保温0.5-12h，最后自然冷却至室温，制得三维多孔的泡沫过渡金属磷化物载体；

步骤四、采用三电极体系，以泡沫过渡金属磷化物载体为工作电极，Pt为辅助电极，甘汞电极为参比电极，以贵金属盐溶液作为沉积介质，施加的恒定工作电压为0～-0.5V，设置沉积时间为60-3600s，最终制得泡沫过渡金属磷化物负载贵金属，泡沫过渡金属磷化物负载贵金属中贵金属成纳米颗粒状。

作为一种优选方式：步骤一中所述的泡沫过渡金属为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铁、泡沫钴和泡沫钼中的一种。

作为一种优选方式：步骤四中所述的贵金属为铂和钯中的一种或两种的混合。

作为一种优选方式：步骤四中所述的贵金属盐为氯铂酸钾、氯铂酸铵、氯化钯和硝酸钯中的一种或者几种混合，贵金属盐溶液的摩尔浓度为1-20 mmol/L。

作为一种优选方式：步骤一中所述的去除氧化层的泡沫过渡金属在使用前需要预处理，预处理过程为，将泡沫过渡金属浸泡于质量分数为1-30%的盐酸溶液中，超声处理5-60min以去除表面的氧化层，然后使用超纯水清洗至中性，最后烘干备用。

作为一种优选方式：保护气体为氮气、氩气中的一种或者混合物。