[发明专利]铜基MOF纳米纤维膜及其制法和应用

说明书

本发明属于葡萄糖检测领域，公开了一种铜基MOF纳米纤维膜及其制法和应用。铜基MOF纳米纤维膜，由包含下述步骤的方法制备得到：(1)将聚乙烯醇溶液加入醋酸铜溶液中，形成纺丝溶液；(2)将纺丝溶液进行静电纺丝，得到铜基纳米纤维膜；(3)将所述铜基纳米纤维膜在空气气氛下煅烧，得到氧化铜纤维膜；(4)将所述氧化铜纤维膜与有机配体混合，加入溶剂，水热反应后得到铜基MOF纳米纤维膜。本发明制备得到的铜基MOF纳米纤维膜作为无酶葡萄糖传感器电极材料，可提高导电性、灵敏度和抗干扰性能，且制备方法简单，可大量制备。

技术领域

本发明涉及葡萄糖检测领域，主要涉及无酶葡萄糖传感器电极材料领域，具体涉及一种铜基MOF纳米纤维膜及其制法和应用。

背景技术

随着现代化进程的推进，居民生活水平提升以及饮食方式变化，加之人口老龄化程度加深，糖尿病患者的数量急剧增加。对于数以亿计的糖尿病患者来说，每天获得他们的准确血糖浓度是他们维持健康的必要程序，每天数亿次的血糖监测为葡萄糖传感器提供了极大的市场需求及应用前景。

当前已经开发了多种方法进行葡萄糖的定量检测。如基于葡萄糖氧化酶(GO_x)的葡萄糖生物传感器，但由于GO_x的活性对周围环境如温度、湿度、pH值、有毒物质等十分敏感，导致其在制备，运输，存储以及使用时存在稳定性和重现性的问题，使其在实际应用中受到了一定程度的限制。电化学方法由于操作简单，快速响应，价格低廉而得到广泛的使用，但是电化学葡萄糖传感器在技术和材料方面也尚未完善，如电化学葡萄糖传感器的抗干扰能力、灵敏度还有待提高等。

金属有机骨架材料(MOF)具有合成方法简单，结构可控，稳定及灵活可控的孔道特性和大的比表面积这些优点，使它成为现今研究的热点材料。Cu-BTC是经典的MOF材料之一，它的制备方法简单，可采用水热法一步合成，原料成本较低，具有良好的经济性。各种分析结果也表明，Cu-BTC在膜的形成过程中，具有良好的粘附性，易于修饰，水稳性好。近年来Cu-BTC的性能和应用倍受关注，尤其在催化领域，它可催化多个有机反应。

专利CN115047041A公开了一种导电金属有机框架(Cu₃(HHTP)₂)无酶电化学葡萄糖传感器的制备方法，采用水热法合成Cu₃(HHTP)₂电极材料，工艺简便，克服了目前基于MOF的无酶电化学传感材料导电性差或者掺杂和热解原始MOF材料会导致表面积减少和结构破坏的缺点。在该项工作中，虽然材料表现出了较高的检测灵敏度，但是检出限有待改善。专利CN114354692A公开了一种无酶葡萄糖传感器电极材料的制备方法和应用，通过静电纺丝的方法将钴基纳米纤维制备出来，再通过煅烧磷化的方法实现掺磷，该方法具有成本较低，所得产物具有较大比表面积，操作简单，检测速度较快等优点，但是抗干扰性能有待提高。专利CN107192753A公开了一种葡萄糖传感电极及其制备方法和应用，其中包括导电玻璃层，复合在所述导电玻璃层表面的Cu₂O层，复合在所述Cu₂O层表面的Cu-BTC金属有机骨架材料，该电极具有较高的光电转化效率，将其应用于葡萄糖的检测可有效提高葡萄糖检测的灵敏度，拓宽葡萄糖检测的线性区间，实现较低的检出限，但是抗干扰性能有待提高。

综上所述，需要找到一种简单高效的方法制备无酶葡萄糖传感器电极材料，同时该材料具有较大的比表面积、较多的活性位点和较好的抗干扰性能，以满足其作为铜基纳米材料在葡萄糖检测中的应用。

发明内容

本发明提供了一种铜基MOF纳米纤维膜及其制法和应用，所要解决的技术问题是该制备方法具有原材料低廉，操作简单，响应快速的优点，同时使得材料具有较高的灵敏度，较低的检出限，较好的抗干扰性能。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

一种铜基MOF纳米纤维膜，其特点在于，由包含下述步骤的方法制备得到：

(1)将聚乙烯醇溶液加入醋酸铜溶液中，形成纺丝溶液；