一种Cu-BDC-NH

技术领域

本发明涉及一种传感器材料及其应用，特别涉及一种Cu-BDC-NH

背景技术

小分子过氧化氢(H

发明内容

发明目的：本发明第一目的是提供一种Cu-BDC-NH

技术方案：本发明所述的Cu-BDC-NH

所述Cu-BDC-NH

反应物及其比例对材料的结构、形貌及尺度等起着极其重要的作用，本发明优选的，所述铜离子与2-氨基对苯二甲酸反应，其摩尔比为1:0.5～3。

本发明所述的Cu-BDC-NH

(1)将铜盐、2-氨基对苯二甲酸加入N,N-二甲基甲酰胺中；

(2)升温至80～120℃下，生长4～6小时；

(3)继续升高温度至180～220℃，生长4～6小时，得到所述Cu-BDC-NH

步骤(2)中，在该温度下，金属前驱体和配体发生配位反应产生晶种。

步骤(3)中，以晶种为核进一步生长为具有介观尺度分层多孔结构颗粒。超出该时间范围，则无法生成该结构和尺度的材料，变成溶液状或杂色沉淀。

优选的，所述2-氨基对苯二甲酸的浓度为0.1～0.3g/mL。

优选的，步骤(1)中，所述铜盐为硝酸铜、氯化铜或乙酸铜。

该材料只能在上述保护范围内获得，任一超出范围，均无法获得本发明所述的介观尺度分层多孔Cu-BDC-NH

本发明所述的Cu-BDC-NH

所述电化学过氧化氢传感器传感界面是由Cu-BDC-NH

优选的，所述传感界面中按重量份包括Cu-BDC-NH

发明机理：高活性的分层多孔材料中通常含有金属活性原子以及有机元素如N、C、S等。Cu原子作为一种过渡金属元素，有丰富的d轨道，具有更高的活性。结构、形貌、尺度等在酶活性中起着极为重要的作用，设计分层多孔颗粒的结构，选择合适的结构单元制备介观尺度分层多孔结构颗粒，具有十分重要的意义。

对于介观尺度的结构材料，经历晶核生成和成长，反应物的反应活性及其比例、制备条件等的微小变化，都会引起材料的形貌、尺度等的变化。本发明以铜离子和2-氨基对苯二甲酸作为结构单元，采用梯度加热的溶剂热法来控制粒子的生长过程和形貌、结构，制备了介观尺度的分层多孔材料。2-氨基对苯二甲酸分子中的羧基、氨基的孤对电子与铜离子具有较强的配位作用，在梯度加热的条件下通过配位连接，金属离子和配体形成了三维分层多孔结构。

功能材料的微观结构对电化学催化活性有显著影响，分层多孔微米结构材料由于其独特的特性可有效防止纳米颗粒团聚，使界面接触电阻最小化；与同类产物相比，它们具有以下优点：(1)有更多的活性位点和更短的离子扩散半径；(2)多孔结构方便电解液进入和缓冲反应过程中的体积变化；(3)具有增强光散射能力，可形成高性能材料。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)Cu-BDC-NH

附图说明

图1为制备Cu-BDC-NH

图2为实施例1制备的Cu-BDC-NH

图3为实施例1制备的Cu-BDC-NH

图4为实施例1制备的Cu-BDC-NH

图5为实施例5GCE/Cu-BDC-NH

图6为实施例5不同浓度的过氧化氢与电流的线性关系图；

图7为实施例6GCE/Cu-BDC-NH

图8为实施例6不同浓度的过氧化氢与电流的线性关系图；

图9为对比例1制备的材料的SEM图；

图10为对比例2制备的材料的SEM图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

本发明的Cu-BDC-NH

其制备方法包括以下步骤：

(1)称取10mmol硝酸铜和5mmol的2-氨基对苯二甲酸和溶于20mL N,N-二甲基甲酰胺，用磁力搅拌器搅拌30分钟；

(2)将(1)中硝酸铜与2-氨基对苯二甲酸的混合溶液转移至聚四氟乙烯高压反应釜中，并加热至100℃，反应5小时；再加热至200℃，反应5小时；再自然冷却降温至室温(改变反应温度和时间为最佳反应温度和时间)；

(3)将反应完的产物在5000rpm离心获得沉淀物，用N,N-二甲基甲酰胺洗涤2次；

(4)将洗涤完的沉淀物在160℃真空干燥以活化样品，得藏青色粉末。

将制备的Cu-BDC-NH

实施例2

本发明的Cu-BDC-NH

实施例3

本发明的Cu-BDC-NH

实施例4

Cu-BDC-NH

由图4可得，对照组呈无色溶液，而实验组呈蓝色溶液，这表明分层多孔Cu-BDC-NH

实施例5

Cu-BDC-NH

步骤1：玻碳电极的预处理

玻碳电极在修饰前，用0.3μm的氧化铝粉末打磨至镜面表面，随后用去离子水洗涤并用氮气吹干，得到备用的玻碳电极；

步骤2：制备混合涂覆液

将0.5重量份1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和0.5重量份N-羟基硫代琥珀酰亚胺溶于水中，再加入99重量份实施例1制备的Cu-BDC-NH

步骤3：修饰电极

使用10μL移液枪移取10μL混合涂覆液，滴于备用的玻碳电极表面，室温下自然干燥6h，得到修饰后的玻碳电极，表示为GCE/Cu-BDC-NH

如图5，在PBS溶液中，分别使用玻碳电极(GCE)和GCE/Cu-BDC-NH

如图6，根据不同浓度的过氧化氢与电流的线性关系图可以得到过氧化氢的检测限约57nM，表明该基于分层多孔Cu-BDC-NH

实施例6

Cu-BDC-NH

步骤1和步骤3同实施例5。

步骤2：制备混合涂覆液

将5重量份1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和5重量份N-羟基硫代琥珀酰亚胺溶于水中，再加入90重量份实施例1制备的Cu-BDC-NH

如图7，在PBS溶液中，分别使用玻碳电极(GCE)和GCE/Cu-BDC-NH

如图8，根据不同浓度的过氧化氢与电流的线性关系图可以得到过氧化氢的检测限约65nM，表明该基于分层多孔Cu-BDC-NH

对比例1

在实施例1基础上，将加热条件改为“加热至100℃，反应3小时；再加热至200℃，反应3小时”，制备得到材料，SEM如图9所示。

由图9可得，材料并没有形成分层多孔颗粒，而是成碎片状。

对比例2

在实施例1基础上，将连接体2-氨基对苯二甲酸替换为对苯二甲酸，其余条件不变，制备得到材料，SEM如图10所示。

由图10可得，材料为片状，而非分层多孔颗粒状。