[发明专利]一种杂原子掺杂/碳纳米纤维/碳纤维生物传感器及应用

权利要求书

1.一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维，它是由下述方法，包括：

1）以碳纤维为基底材料，放入马弗炉中450℃煅烧0.5-2h；取出，用丙酮、乙醇、去离子水依次淋洗3-5次，干燥，放入催化剂中浸泡2-24h；取出，迅速分散均匀，干燥；

2）将干燥后的碳纤维，平铺在刚玉舟上；将刚玉舟放入管式炉的均温区，以10-500 cc/min的流量通入惰性气体；在1.5-5h时间内，将温度升高至400-950℃，以10-300 cc/min的流量通入H₂，保持一段时间；以10-500 cc/min的速率通甲烷、乙炔或乙烯5 min -5 h，降温至室温，得到碳纳米纤维/碳纤维；

2）称取质量比为1-5:1-80的碳纳米纤维/碳纤维和尿素，放置管式炉的均温区，以10-500 cc/min的速率通N₂，升温至1100℃，恒温2 h；降温，至室温，得到氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维；

3）将氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维放入石英舟中，将石英舟放入等离子体仪中，以N₂为保护气体用于等离子处理后破除真空状态，通O₂、Ar，调节O₂与Ar流量比例为1:5-20，功率为80W，处理30 s，得到等离子体处理的氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维。

2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维，其特征在于：步骤1）所述的催化剂为镍催化剂。

3.根据权利要求2所述的一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维，其特征在于：所述的镍催化剂为金属镍加入表面活性剂、乙醇、盐酸、去离子水、正硅酸乙酯后，搅拌均匀得到的；所述的表面活性剂为P123或F127。

4.根据权利要求3所述的一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维，其特征在于：所述的金属镍、表面活性剂、乙醇、盐酸、去离子水和正硅酸乙酯的摩尔质量比为1：0.022：45.53：0.085：19.91：2.13。

5.根据权利要求2、3或4所述的一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维，其特征在于：步骤2）所述的通甲烷、乙炔或乙烯的时间为5~50min。

6. 根据权利要求5所述的一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维，其特征在于：所述的通乙炔的速率为30 cc/min，时间为30min。

7.根据权利要求5所述的一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维，其特征在于：步骤2）所述的温度，升高至500℃。

8.一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维生物传感器，其特征在于：包括标准三电极体系，工作电极为权利要求1所述的一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维，参比电极为Ag/AgCl，对电极为Pt。

9.权利要求1所述的一种氮掺杂/碳纳米纤维/碳纤维在生物小分子、金属阳离子和/或氨基酸检测方面的应用。

10. 权利要求9所述的应用，其特征在于：所述的生物小分子为肾上腺素，去甲肾上腺素、五羟色胺、多巴胺、抗坏血酸或尿酸，所述的氨基酸为 谷氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、γ-氨基丁酸，所述的金属阳离子Ca²⁺、Mg²⁺、Pb²⁺。