钴基金属有机框架材料及其在葡萄糖电化学传感中的应用制造技术

本发明专利技术公开了钴基金属有机框架材料的制备方法及其在葡萄糖电化学传感中的应用。本发明专利技术利用有机配体苯六酸，1,4

【技术实现步骤摘要】
钴基金属有机框架材料及其在葡萄糖电化学传感中的应用


[0001]本专利技术属于电催化
，涉及一种以苯六酸为主配，1,4
‑
双(1
‑
咪唑基)苯为辅配，过渡金属钴为金属中心的金属有机框架材料的制备，该MOF作为葡萄糖电化学传感材料表现出良好的葡萄糖电化学传感性能。
技术背景
[0002]糖尿病是一种以高血糖为特征的慢性疾病，已成为世界主要的健康疾病之一，为了快速诊断糖尿病并实时监测血糖水平，人们已经开发了多种类型的传感器。酶促传感器成本高、稳定性差等缺点在实际应用中受限；葡萄糖通过电催化氧化可以转换为葡萄糖酸内酯。许多材料，例如金属氧化物，金属氢氧化物，金属有机框架材料等已经被制造并用作葡萄糖传感的电极材料。
[0003]金属有机框架材料(MOFs)是一种由金属离子和有机配体组合而成的配位聚合物，MOFs具有大量暴露的活性位点，使其作为酶模拟元件、敏感元件的载体、信号发生元件等。为了探索更多基于金属有机框架材料的葡萄糖传感器，设计和合成MOFs作为新型电极材料具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种新型钴基金属有机框架材料的制备方法，并将其应用于葡萄糖电化学传感，其制备方法合理简单，并且具有灵敏度高（1089
ꢀµ
A mM
‑
1 cm
‑2），检测限低（0.19
ꢀµ
M）等优点。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取以下技术方案：钴基金属有机框架材料分子式为：C
36
H
30
Co3N8O
17
，该晶态材料属于单斜晶系，属于P21/C空间群，晶胞参数为：a=17.2603(3)
Å
，b=10.2629(2)
Å
，c=21.0061(3)
Å
，α=90
˚
，β=98.174(2)
˚
，γ=90
˚
。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术所述钴基金属有机框架材料是通过一步水热法制备，具体包括以下步骤：（1）取有机配体苯六酸与1,4
‑
双(1
‑
咪唑基)苯以及硝酸钴溶于去离子水和氢氧化钠溶液中，经超声得到均相溶液；（2）步骤（1）所述的有机配体苯六酸，1,4
‑
双(1
‑
咪唑基)苯与硝酸钴的质量比为2: 1: 3，氢氧化钠溶液调pH值至2
‑
5。
[0007]（3）将步骤（1）所述的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，置于恒温烘箱中反应，取出后自然冷却至室温，得到粉红色块状晶体；（4）将步骤（3）所得晶体用去离子水洗涤，在室温下干燥，得到纯净的晶态材料Co
‑
MOF;步骤（2）中氢氧化钠优选调节pH至3；步骤（3）所述的反应温度为140~160℃（优选为160℃），反应时间为24h。
[0008]本专利技术还提供一种制备高效葡萄糖电化学传感器电极材料的方法，称量经玛瑙研埚研磨均匀的Co
‑
MOF材料4mg，加入1.3mL去离子水，0.5mL无水乙醇，0.2mL Nafion溶液，超声40min得到悬浮液，将悬浮液滴加至打磨干净的玻碳电极表面，在室温下自然干燥，得到用Co
‑
MOF修饰的电极，随后将之用于葡萄糖电化学传感性能测试。
[0009]所述的钴基金属有机框架材料首先在NaOH溶液中活化，在NaOH与葡萄糖的混合溶液中测试其电化学传感性能。
[0010]本专利技术所涉及的室温均指常压下的环境温度即可。
[0011]在本专利技术中，通过合成钴基金属有机框架材料，直接将MOFs分散液滴涂在玻碳电极上，充分利用MOFs的活性位点，保证催化位点与电解质的充分接触，测试其电传感性能。
附图说明
[0012]图1为实施例9所合成的Co
‑
MOF的配位环境图。
[0013]图2为实施例9所合成的Co
‑
MOF的二维堆积图。
[0014]图3为实施例9所合成的Co
‑
MOF的粉末衍射图谱。
[0015]图4为实施例9所合成的Co
‑
MOF电极的安培响应电流与对应时间的标准曲线。
[0016]图5为与图4对应的葡萄糖浓度与电流密度的线性关系图。
[0017]图6为实施例9所合成的Co
‑
MOF电极的抗干扰性。
[0018]图7为实施例9所合成的Co
‑
MOF电极的长期稳定性测试。
具体实施方式
[0019]实施例1取苯六酸17.1mg，硝酸钴29.1mg于20mL聚四氟乙烯内衬中，加入去离子水12mL，将混合溶液超声分散均匀得到澄清溶液。再将其装入不锈钢容器内进行水热反应，反应温度为140℃反应时间为24小时，随后自然冷却至室温，产物为黄色块状沉淀。
[0020]实施例2取苯六酸17.1mg，硝酸钴29.1mg于20mL聚四氟乙烯内衬中，加入去离子水12mL，将混合溶液超声分散均匀得到澄清溶液。再将其装入不锈钢容器内进行水热反应，反应温度为160℃反应时间为24小时，随后自然冷却至室温，产物为粉红色块状沉淀。
[0021]实施例3取1,4
‑
双(1
‑
咪唑基)苯10.5mg，硝酸钴29.1mg于20mL聚四氟乙烯内衬中，加入去离子水12mL，将混合溶液超声分散均匀得到澄清溶液。再将其装入不锈钢容器内进行水热反应，反应温度为140℃反应时间为24小时，随后自然冷却至室温，产物为粉红色清液。
[0022]实施例4取1,4
‑
双(1
‑
咪唑基)苯10.5mg，硝酸钴29.1mg于20mL聚四氟乙烯内衬中，加入去离子水12mL，将混合溶液超声分散均匀得到澄清溶液。再将其装入不锈钢容器内进行水热反应，反应温度为160℃反应时间为24小时，随后自然冷却至室温，产物为褐色块状沉淀。
[0023]实施例5取苯六酸17.1mg，1,4
‑
双(1
‑
咪唑基)苯10.5mg，硝酸钴29.1mg于20mL聚四氟乙烯内衬中，加入去离子水12mL，1M氢氧化钠2滴，调节pH=2，将混合溶液超声分散均匀得到澄清
溶液。再将其装入不锈钢容器内进行水热反应，反应温度为140℃反应时间为24小时，随后自然冷却至室温，产物为粉红色沉淀。
[0024]实施例6取苯六酸17.1mg，1,4
‑
双(1
‑
咪唑基)苯10.5mg，硝酸钴29.1mg于20mL聚四氟乙烯内衬中，加入去离子水12mL，1M氢氧化钠4滴，调节pH=3，将混合溶液超声分散均匀得到澄清溶液。再将其装入不锈钢容器内进行水热反应，反应温度为140℃反应时间为24本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钴基金属有机框架材料，其特征在于，以苯六酸、1,4
‑
双(1
‑
咪唑基)苯为配体构筑的材料，分子式为：C
36
H
30
Co3N8O
17
。2.根据权利要求1所述的钴基金属有机框架材料，其特征在于，晶态材料结晶于单斜晶系，属于P21/C空间群，晶胞参数为：a=17.2603(3)
Å
，b=10.2629(2)
Å
，c=21.0061(3)
Å
，α=90
˚
，β=98.174(2)
˚
，γ=90
˚
。3.根据权利要求1所述的钴基金属有机框架材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东升，郭桂芝，胡付超，吴亚盘，伍学谦，习本军，马会娟，贺兆波，
申请(专利权)人：湖北三峡实验室，
类型：发明
国别省市：