[发明专利]一种钯铜双金属纳米花类过氧化物的制备方法及其在葡萄糖检测中的应用

说明书

本发明提供一种一种钯铜双金属纳米花类过氧化物的制备方法，将四氯钯酸钠、六羰基钨、二水氯化铜、二甲基甲酰胺和冰醋酸加入到圆底烧瓶中；将上述溶液超声混合均匀，然后将混合均匀的溶液油浴加热搅拌；最终将所得到产物用水和乙醇多次离心洗涤，得到双金属合金纳米材料PdCu纳米花。该材料制备过程简单，产量丰富，制备的独特的二维结构促进反应速率，节约检测时间。本发明公开了钯铜双金属纳米花类过氧化物在葡萄糖检测中的应用。该检测方法可实现对葡萄糖的灵敏性和选择性检测。

技术领域

本发明属于光学传感技术领域，具体涉及一种钯铜双金属纳米花类过氧化物的制备方法及其在葡萄糖检测中的应用。

背景技术

天然酶是在生物体内存在的、有效的生物催化剂。由于其具有很高的的催化活性和专一性，广泛被应用于生物、医药、化工和环境等领域。辣根过氧化酶是一种最常见的天然过氧化物酶，可以催化过氧化氢产生化学反应常被用于过氧化氢和葡萄糖的检测中。然而其催化活性易受pH、温度等反应体系环境影响。另外天然酶的制备和纯化成本高。因此，研究较高催化活性和稳定性、低成本的过氧化物酶仿生物具有重要意义。纳米酶是一类既有纳米材料的独特性能，又有催化功能的模拟酶。自Fe₃O₄纳米粒子成功作为过氧化物模拟酶应用以来，人们陆续发现了许多金属纳米颗粒及其氧化物纳米酶和非金属纳米酶。近几年来贵金属基纳米酶因其独特的光学、电子和催化特性引起了人们的广泛兴趣。这些性质与它们的尺寸大小、形状、结构和组成密切相关。其中，钯基贵金属纳米酶的研究取得了重要进展。Pd-Ir双金属纳米立方体纳米酶利用种子生长法成功被制备（Acs Nano, 2015, 9,9994.）。其制备过程分为两步，略显繁琐。通过一锅法成功制备NiPd纳米颗粒过氧化物纳米酶，但动力学参数不是特别突出（Chem. Commun., 2016, 52, 5410.）。

发明内容

针对目前钯基贵金属纳米酶制备步骤繁琐，催化活性不高等问题，我们成功利用一锅法制备了PdCu双合金二维纳米片组装而成的三维纳米花结构，制备工艺简单。其二维结构提供了较大的比表面积有利于活性位点的暴露，使反应更加迅速，增加了与反应物的接触面积，动力学参数可与辣根过氧化物酶相比较。此外，我们还系统地研究了不同PdCu比对催化活性的协同影响，最优Pd₁Cu_1.7纳米酶被成功应用于葡萄糖的检测。检测机理如下：具有类过氧化物酶活性的Pd₁Cu_1.7可以催化过氧化氢发生还原，同时过氧化氢可以将原本无色的3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）氧化成显蓝色的3,3',5,5'-氧化态四甲基联苯胺（ox-TMB），在652 nm处产生紫外吸收峰。同时，过氧化氢是葡萄糖氧化酶（GOx）氧化葡萄糖生成的主要产物，基于上述原理，可以建立了一种利用Pd₁Cu_1.7检测葡萄糖的方法，可以实现对葡萄糖更快的检测速率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钯铜双金属纳米花类过氧化物的制备方法，将四氯钯酸钠、六羰基钨、二水氯化铜、二甲基甲酰胺和冰醋酸加入到圆底烧瓶中；将上述溶液超声混合均匀，然后将混合均匀的溶液油浴加热搅拌；最终将所得到产物用水和乙醇多次离心洗涤，得到双金属合金纳米材料PdCu纳米花。

优选地，所述的四氯钯酸钠、六羰基钨、二水氯化铜得质量比为：10：50 ： 2.9-29，四氯钯酸钠与二甲基甲酰胺、冰醋酸的质量体积比为：5mg：4 mL：1 mL。

优选地，所述的四氯钯酸钠、六羰基钨、二水氯化铜得质量比为：10：50 ：5.8。

优选地，所述的超声的时间为10 min，所述的油浴的温度为120℃，时间为2h。

上述所述的制备方法制备的钯铜双金属纳米花类过氧化物Pd₁Cu_X，X=0.5-5，更优选地，X=1.7。