[发明专利]一种表面原子比可调的AuCu合金的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种表面原子比可调的AuCu合金的制备方法及其应用。本发明采用简单的两步热解还原法，在油相体系中先低温下还原得到Au纳米颗粒，再升高温度形成AuCu二元合金，通过调控前驱体氯金酸和铜盐的摩尔比例，合成了具有不同表面AuCu原子比的AuCu纳米合金。基于不同的AuCu纳米合金制备的无酶葡萄糖电化学传感器的传感性能受到表面原子比例的影响，当表面原子比为1:1时，传感器的性能最优。本发明实现了AuCu二元合金的简单合成，并且从表面原子比例的调控实现了无酶葡萄糖电化学传感器性能的优化，为无酶葡萄糖电化学传感器的研究提供了新的策略。

技术领域

本发明属于无机纳米合成技术领域，特别涉及一种表面原子比可调的AuCu二元纳米合金及其制备方法，可以将其做为催化剂应用于无酶葡萄糖电化学传感领域。

背景技术

无酶葡萄糖电化学传感器作为一种高稳定性、高重现性的新型葡萄糖检测手段受到研究人员的欢迎。单一贵金属Au普遍被认为是一种有效的无酶葡萄糖电化学传感器的催化剂，然而其成本高昂，灵敏度也有待提高。为了降低单一贵金属材料的成本，以及改善在传感过程中易中毒和不稳定的缺陷，科研人员引入第二种金属形成双金属纳米结构，希望能够解决这一问题。

过渡金属Cu储量丰富，价格低廉，对于葡萄糖的电氧化有较好的催化效果，然而Cu不稳定易被氧化或刻蚀，因此近年科学家更多把目光转向Cu基复合物。相比单一金属金传感器，双金属传感器的性能更优越。贵金属Au和过渡金属Cu的复合纳米材料对葡萄糖有很好的催化效果，且Au和Cu拥有相同的晶体结构以及相似的原子半径，具备形成合金的条件。而合金型AuCu体系相比负载型AuCu体系，两种金属原子之间更加均匀紧密的接触，电子转移更加影响催化效果。然而油相体系中合成AuCu，晶种法合成步骤通常需要两步离心洗涤，而共还原法需要加入价格昂贵的有机配体，因此仍需要探索一种简便合成AuCu合金纳米颗粒的方法。

发明内容

本发明采用简单的两步热解还原法，在油相体系中先低温下还原得到Au纳米颗粒，再升高温度形成AuCu二元合金，通过调控前驱体氯金酸和铜盐的摩尔比例，合成了具有不同表面AuCu原子比的AuCu纳米合金。基于不同的AuCu纳米合金制备的无酶葡萄糖电化学传感器的传感性能受到表面原子比例的影响，当表面原子比为1:1时，传感器的性能最优。

本发明所述的表面原子比可调的AuCu合金的制备方法如下：

a、将油胺和有机含磷配体加入三口烧瓶中，再加入铜盐和氯金酸，在氮气保护下将混合溶液搅拌至透明均一；

b、将步骤a的混合溶液升温反应后，再继续升高温度反应，最后自然冷却至室温；

c、将步骤b的产物使用环己烷、乙醇离心洗涤，即得到AuCu合金。

所述步骤a的具体反应条件为：将50-150mg三正辛基氧化膦、5-15mL油胺加入三口烧瓶中，再加入10-25mg乙酰丙酮铜和5-25mg氯金酸，通20-40min氮气，同时将混合溶液搅拌至透明均一。

所述步骤b的具体反应条件为：将混合溶液升温至50-150℃，恒温反应10-50min后，继续升高温度至150-290℃，恒温反应10-50min，最后自然冷却至室温。

上述制备得到的AuCu合金应用于制备无酶葡萄糖电化学传感器。

上述的无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法为：将AuCu合金和导电炭黑一起超声负载，得到负载在炭黑上的AuCu合金；然后将产物离心并分散在超纯水、异丙醇和Nafion组成的混合溶液中，形成催化剂墨水；用该催化剂墨水制备用于无酶葡萄糖电化学传感测试中的工作电极。

所述的无酶葡萄糖电化学传感测试在碱性条件下进行。