【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学检测，尤其涉及一种da-mil-101(fe)纳米材料和开-关型比率电化学传感器。
技术介绍
1、金属离子，特别是重金属离子，是环境水中常见的污染源，可能对人类健康构成严重威胁，被认为是各种疾病的引发者。近几十年来，电化学技术以高灵敏度、低成本、易于操作、响应速度快的优点，在金属离子传感方面引起了广泛的关注。传统上，金属离子的电化学检测是基于阳极剥离伏安法(asv)技术，其中包括两个主要步骤：预浓缩(电沉积)和剥离(再氧化)，在剥离过程中产生的电流响应与溶液中金属离子的初始浓度成正比。可以发现，在传统的传感模式下，金属离子的成功分析依赖于它们的单一信号。毫无疑问，它容易受到各种分析物无关因素的干扰，如仪器参数、电极修饰过程、分析条件等。这通常导致分析结果的准确性和再现性较差，限制了电化学传感器在金属离子传感中的实际应用，特别是在复杂的环境中。
2、最近，双信号模式的比率电化学技术引起越来越多的兴趣。通过引入双独立信号，可以通过比值信号与目标物质浓度的关系来分析目标物质。显然，比率式电化学技术可以克服意外的误差和环境影响，提高电化学检测的重现性和可靠性。一般情况下，双信号模式的实现基于两种类型：信号开/关和信号开-关。前者表示一个稳定的信号，而另一个随分析物变化；后者依赖于分析物变化的两个信号，分析物通常以相反的方式显示信号。对于金属离子的分析，大多数报道都是基于开/关比率模式，引入了一个稳定的参考探针，如铋粒子、亚甲基蓝、二茂铁、硫氨酸。一般来说，开-关比率传感器在金属离子的电化学检测方面比开/关
技术实现思路
1、基于
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出了一种da-mil-101(fe)纳米材料和开-关型比率电化学传感器，所述da-mil-101(fe)纳米材料包括mil-101(fe)和化学接枝在mil-101(fe)表面的da(多巴胺)，将其用于构建电化学传感器后，可以在传感器表面提供两种独立的电化学信号，显著增强传感器的灵敏度、稳定性和可靠性。
2、本专利技术提出的一种da-mil-101(fe)纳米材料，所述纳米材料包括da和mil-101(fe)，且da化学接枝在mil-101(fe)表面。
3、本专利技术中，所述da-mil-101(fe)纳米材料用于电化学传感器检测金属离子时，提供了两个分离的检测金属离子的电化学信号：一个来自da的重要信号，作为内参，另一个来自相应的金属离子；随着金属离子浓度的增加，金属离子的信号增加，而da的信号减小，这使得da与金属离子的相互作用，影响da中的羟基氧化为醌，从而形成一种开关比率策略，克服了误差和环境带来的影响，提高了电化学检测的重现性和可靠性。
4、优选地，所述da与mil-101(fe)的质量比为3-8:1。
5、优选地，所述mil-101(fe)的粒径为200-300nm。
6、本专利技术还提出了一种da-mil-101(fe)纳米材料的制备方法，所述制备方法包括：将da通过酰胺化反应化学接枝在mil-101(fe)表面，即得到所述da-mil-101(fe)纳米材料。
7、优选地，所述酰胺化反应是采用edc(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐)/nhs(n-羟基丁二酰亚胺)试剂作为催化剂。
8、优选地，所述mil-101(fe)是将fecl3、pta(对苯二甲酸)、水和dmf(n，n-二甲基甲酰胺)混合后加热反应得到。
9、优选地，所述加热反应温度为60-70℃。
10、优选地，所述制备方法具体包括：将mil-101(fe)加入乙醇中分散均匀，再加入edc和nhs，接着加入da，10-30℃下搅拌反应5-20h，即得到所述da-mil-101(fe)纳米材料。
11、优选地，所述da-mil-101(fe)纳米材料的粒径为300-350nm。
12、本专利技术还提出一种开-关型比率电化学传感器，所述传感器包括上述da-mil-101(fe)纳米材料或上述制备方法制备的da-mil-101(fe)纳米材料。
13、优选地，所述da-mil-101(fe)纳米材料用于修饰gce后作为工作电极。
14、优选地，所述开-关型比率电化学传感器用于溶液中金属离子的分析检测。
15、有益的技术效果：
16、(1)本专利技术所述da-mil-101(fe)纳米材料中，由于da与mil-101(fe)之间存在特定的化学桥接关系，二者复合形成的da-mil-101(fe)纳米材料用于构建电化学传感器后，可以产生双独立电化学信号，用于检测不同价态的多个金属离子，特别是将pb2+作为代表靶点后，pb2+作为金属离子与da-mil-101(fe)结合导致随着金属离子浓度的增加，da的电化学响应降低，pb2+的电化学响应相应增加，如此就建立了一种开关比率传感模式；由于采用da作为内参探针，并探索了响应比ipb2+/ida，以ipb2+/ida信号为输出，da-mil-101(fe)纳米材料显示出ipb2+/ida浓度与pb2+浓度之间存在良好的线性关系，使pb2+能够进行定性和定量分析，可见da-mil-101(fe)构建的电化学传感器具有高稳定性和良好的抗干扰能力。
17、(2)本专利技术中由于da的酚羟基可以作为金属离子的结合位点，能够形成金属-氧键，因此不同金属离子(ag+、cd2+、cu2+、pb2+、bi3+、in3+)在不同价态下与da的结合能力不同，计算结合能揭示了da酚羟基与不同金属离子的特定识别机制，因此所述da-mil-101(fe)纳米材料对不同价态不同金属离子可以显示出差异电化学性能，可使其所构建的电化学传感器对价态相同但种类不同或者种类相同但价态不同的金属离子具有特异性识别机制。
18、(3)本专利技术中与三价金属离子相比，所述da-mil-101(fe)纳米材料对特定二价金属离子具有电化学性能偏好，表明da与金属离子的结合强度与mil-101(fe)的催化活性具有协同效应，可见基于所述da-mil-101(fe)纳米材料构建的开-关型比率电化学传感器可作为金属离子检测的可靠和敏感的比率平台。
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1.一种DA-MIL-101(Fe)纳米材料，其特征在于，所述纳米材料包括DA和MIL-101(Fe)，且DA化学接枝在MIL-101(Fe)表面。
2.根据权利要求1所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料，其特征在于，所述DA与MIL-101(Fe)的质量比为3-8:1。
3.根据权利要求1或2所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料，其特征在于，所述MIL-101(Fe)的粒径为200-300nm。
4.一种DA-MIL-101(Fe)纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将DA通过酰胺化反应化学接枝在MIL-101(Fe)表面，即得到所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料。
5.根据权利要求4所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料的制备方法，其特征在于，所述酰胺化反应是采用EDC/NHS试剂作为催化剂。
6.根据权利要求4或5所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料的制备方法，其特征在于，所述MIL-101(Fe)是将FeCl3、PTA、水和DMF混合后加热反应得到；
7.根据权利要求
8.根据权利要求4-7任一项所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料的制备方法，所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料的粒径为300-350nm。
9.一种开-关型比率电化学传感器，其特征在于，所述传感器包括权利要求1-3任一项所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料或权利要求4-8任一项所述制备方法制备的DA-MIL-101(Fe)纳米材料。
10.根据权利要求9所述开-关型比率电化学传感器，其特征在于，所述DA-MIL-101(Fe)纳米材料用于修饰GCE后作为工作电极；
...【技术特征摘要】
1.一种da-mil-101(fe)纳米材料，其特征在于，所述纳米材料包括da和mil-101(fe)，且da化学接枝在mil-101(fe)表面。
2.根据权利要求1所述da-mil-101(fe)纳米材料，其特征在于，所述da与mil-101(fe)的质量比为3-8:1。
3.根据权利要求1或2所述da-mil-101(fe)纳米材料，其特征在于，所述mil-101(fe)的粒径为200-300nm。
4.一种da-mil-101(fe)纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将da通过酰胺化反应化学接枝在mil-101(fe)表面，即得到所述da-mil-101(fe)纳米材料。
5.根据权利要求4所述da-mil-101(fe)纳米材料的制备方法，其特征在于，所述酰胺化反应是采用edc/nhs试剂作为催化剂。
6.根据权利要求4或5所述da-mil-101(fe)纳米材料的制备方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘中刚，杨晓娟，陈看看，万思宇，崔晓彤，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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