[发明专利]一种基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极

摘要

一种基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极，它属于电化学传感器技术领域，具体涉及多巴胺电化学传感电极。本发明的目的是要解决目前用来检测多巴胺的电化学传感器线性范围窄、检测限高以及响应时间慢的问题。一种基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极由ITO电极、聚乙烯亚胺层、负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层和碳纳米管层制备而成；以聚乙烯亚胺层/负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层/聚乙烯亚胺层/碳纳米管层为一个循环单元，将循环单元进行循环n次。本发明可获得一种基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极。

主权项

1.一种基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极，其特征在于一种基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极由ITO电极、聚乙烯亚胺层、负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层和碳纳米管层制备而成；以聚乙烯亚胺层/负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层/聚乙烯亚胺层/碳纳米管层为一个循环单元，将循环单元进行循环n次，得到基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极，其中n为6的整数；所述的基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极上的复合膜的厚度为1.73μm；所述的基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极的制备方法，是按以下步骤完成的：一、制备掺杂有钯‑铂合金纳米粒子的Keggin型PMo₉V₃溶液：(1)、在搅拌速度为40r/min的磁力搅拌条件下将聚乙烯吡咯烷酮溶解于乙二醇中，再加热至110℃，得到溶液A；所述溶液A中聚乙烯吡咯烷酮的质量与乙二醇的体积的比为105mg:8mL；(2)、在室温下将氯亚钯酸钠和氯亚铂酸钾溶于乙二醇中，得到溶液B；所述的氯亚钯酸钠与氯亚铂酸钾的摩尔比1:1.4；所述的氯亚钯酸钠的质量与乙二醇的体积的比为28.5mg:3mL；(3)、将溶液B以20mg/s的滴加速度滴加到溶液A中，再在温度为110℃的条件下反应5h，得到Pd@Pt NPs溶液；所述的Pd@Pt NPs溶液中聚乙烯吡咯烷酮与氯亚钯酸钠的质量比为105:28.5；(4)、制备Keggin型PMo₉V₃溶液：①、将偏钒酸钠溶于蒸馏水中，再加热至100℃，得到温度为100℃的偏钒酸钠溶液；所述的偏钒酸钠的物质的量与蒸馏水的体积比为0.30mol:200mL；②、将Na₂HPO₄溶解到蒸馏水中，得到Na₂HPO₄溶液；所述的Na₂HPO₄的物质的量与蒸馏水的体积比为0.050mol:50mL；③、将温度为100℃的偏钒酸钠溶液和Na₂HPO₄溶液混合，再自然冷却至室温，得到偏钒酸钠和Na₂HPO₄的混合溶液；所述的偏钒酸钠溶液与Na₂HPO₄溶液的体积比为4:1；④、向偏钒酸钠和Na₂HPO₄的混合溶液中逐滴加入质量分数为98％的硫酸，得到溶液Ⅰ；所述的偏钒酸钠和Na₂HPO₄的混合溶液与质量分数为98％的硫酸的体积比为50:1；⑤、将Na₂MoO₄·2H₂O溶解到蒸馏水中，得到Na₂MoO₄溶液；所述的Na₂MoO₄·2H₂O的物质的量与蒸馏水的体积比为0.225mol:150mL；⑥、将Na₂MoO₄溶液与溶液Ⅰ混合，再在搅拌速度为50r/min～100r/min的条件下缓慢加入质量分数为98％的浓硫酸，再自然冷却至室温，再使用乙醚进行萃取，中层物质为杂多酸乙醚配合物；将分离出的杂多酸乙醚配合物溶于蒸馏水中，再向蒸馏水中吹入空气，除去乙醚，得到砖红色固体；将砖红色固体溶于蒸馏水中，再在真空干燥箱中浓缩至得到晶体，再进行过滤，水洗，得到红色晶体，即为Keggin型PMo₉V₃；所述的Na₂MoO₄溶液与溶液Ⅰ的体积比为(200～300):150；所述的Na₂MoO₄溶液与质量分数为98％的硫酸的体积为150:85；⑦、将Keggin型PMo₉V₃溶解到蒸馏水中，得到Keggin型PMo₉V₃溶液；所述的Keggin型PMo₉V₃的物质的量与蒸馏水的体积比为5mmol:1L；(5)、将Keggin型PMo₉V₃溶液与Pd@Pt NPs溶液混合，再在常温下超声20min，超声频率为80Hz，得到掺杂有钯‑铂合金纳米粒子的Keggin型PMo₉V₃溶液；所述的Keggin型PMo₉V₃溶液与Pd@Pt NPs溶液的体积比为1:1；所述的掺杂有钯‑铂合金纳米粒子的Keggin型PMo₉V₃溶液中钯‑铂合金纳米粒子为球形的纳米颗粒，粒径为5nm～8nm；二、制备复合电极：①、将ITO电极浸入到聚乙烯亚胺水溶液中，浸泡10h，取出后用去离子水冲洗，再用氮气吹干，得到基底含有聚乙烯亚胺层的电极；所述的聚乙烯亚胺水溶液的浓度为10mmol/L；②、将基底含有聚乙烯亚胺层的电极浸入到聚乙烯亚胺水溶液中，浸泡20min，取出后用去离子水冲洗，再用氮气吹干，得到表面含有聚乙烯亚胺层的电极；所述的聚乙烯亚胺水溶液的浓度为10mmol/L；③、将步骤二②中得到的表面含有聚乙烯亚胺层的电极浸入到步骤一(5)中得到的掺杂有钯‑铂合金纳米粒子的Keggin型PMo₉V₃溶液中，浸泡20min，取出后用去离子水冲洗，再用氮气吹干，得到表面含有聚乙烯亚胺层/负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层的电极；④、将步骤二③得到的表面含有聚乙烯亚胺层/负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层的电极浸入到聚乙烯亚胺水溶液中，浸泡20min，取出后用去离子水冲洗，再用氮气吹干，得到表面含有聚乙烯亚胺层/负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层/聚乙烯亚胺层的电极；所述的聚乙烯亚胺水溶液的浓度为10mmol/L；⑤、将步骤二④得到的表面含有聚乙烯亚胺层/负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层/聚乙烯亚胺层的电极浸入到多壁碳纳米管水溶液中20min，取出后用去离子水冲洗，再用氮气吹干，得到表面含有聚乙烯亚胺层/负载双金属纳米粒子的含钒杂多酸层/聚乙烯亚胺层/碳纳米管层的电极；所述的多壁碳纳米管水溶液的浓度为3mg/mL；所述的多壁碳纳米管水溶液中多壁碳纳米管的管径为224nm～592nm；⑥、重复步骤二②至⑤的操作n次，得到基于双金属纳米粒子掺杂的含钒杂多酸/碳纳米管的多巴胺电化学传感电极，记为[PEI/PMo₉V₃‑Pd@Pt NPs/PEI/CNTs]_n修饰的ITO电极。