一种在Ni上生长Cu纳米线获得的催化剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:15005061发布日期:2018-07-24 21:02阅读:191来源:国知局

本发明属于催化剂技术领域,涉及一种在ni上生长cu纳米线获得的催化剂及其制备方法和应用。



背景技术:

葡萄糖是一种单糖,对生物体的新陈代谢具有重要的意义。有氧呼吸时,生物体通过氧化葡萄糖而产生atp等能够直接转化的能量来维持生物体正常的活动。但是葡萄糖并不是越多越好。当空腹血糖浓度低于3.8mol·l-1时,人体会出现心悸、头晕等不良症状,这种情况在临床上称为低血糖。当空腹血糖浓度低于6.8mol·l-1时,会出现多饮、多尿、多食,却消瘦等症状,甚至有转化为糖尿病的危险。因此,葡萄糖的检测具有重大的意义。

生物传感器(biosensor),是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。自从1967年updike和hicks制出了第一个生物传感器葡萄糖传感器以来,生物传感器有了长足的发展,在国民经济的各个部门如食品、制药、化工、临床检验、生物医学、环境监测等方面有着广泛的应用。第一代生物传感器是以氧为电子媒介,进行电子传递,将葡萄糖浓度转化为电信号,从而检测出葡萄糖浓度,但是这类生物传感器受氧分压的影响大,相因时间长,难于进行活体分析。第二代生物传感器解决了以氧为电子媒介的缺陷,使用新的物质,如抗体、受体蛋白、电化学活性物质等作为电子媒介,但是这类的媒介体易污染电极。而第三代生物传感器则是直接以酶作为媒介,这类电子媒介具有专一性,能很好的检测葡萄糖,但是酶易变性,直接传递困难。电极材料一直是生物传感器的核心,也影响生物传感器的成本、性能等关键指标。目前,生物传感器的电极材料有由酶活性物质向高性能、更稳定的非酶材料转变的趋势。某些金属对葡萄糖有催化活性的,有必要对其改进应用于葡萄糖的检测。



技术实现要素:

鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种在ni上生长cu纳米线获得的催化剂及其制备方法和应用,用于制备具有低温高活性,成本低廉、制备简便以及易于工业放大的催化剂,构建非酶葡萄糖传感器,检测葡萄糖。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明第一方面提供一种在ni上生长cu纳米线获得的催化剂的制备方法,包括以下步骤:

1)将基底ni在氧化气氛下进行氧化后,再在还原气氛下进行还原;

2)再将步骤1)中获得的产物与铜盐溶液混合,进行置换反应,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底;

3)将步骤2)中的nicu基底在焙烧气氛下进行焙烧,即得所需在ni片上生长cu纳米线获得的催化剂。

优选地,在步骤1)中,所述基底ni选自镍片、镍丝、镍箔、泡沫镍中的一种。

优选地,在步骤1)中,所述氧化气氛选自空气气氛、氯气气氛、氧气气氛中的一种。

更优选地,所述氧化气氛选自空气气氛、氧气气氛中的一种。

更优选地,所述氧气气氛中还包括有稀释气体,所述稀释气体为惰性气体。

进一步优选地,所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气中的一种或多种。

优选地,在步骤1)中,所述氧化气氛的气体流速为10-300ml/min。

更优选地,所述氧化气氛的气体流速为150-300ml/min。

优选地,在步骤1)中,所述氧化的温度为100-600℃。

更优选地,所述氧化的温度为300-500℃。

优选地,在步骤1)中,所述氧化的初始温度:室温;升温速率:1-20℃/min;氧化时间:1-10h。

更优选地,所述氧化的初始温度:20-30℃;升温速率:1-10℃/min;氧化时间:1-5h。

优选地,在步骤1)中,所述还原气氛为氢气气氛或/和一氧化碳气氛。

更优选地,所述氢气气氛或/和一氧化碳气氛中还包括有稀释气体,所述稀释气体为惰性气体。

进一步优选地,所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气中的一种或多种。

优选地,在步骤1)中,所述还原气氛的气体流速为10-300ml/min。更优选地,所述还原气氛的气体流速为150-300ml/min。

优选地,在步骤1)中,所述还原的温度为100-300℃。

更优选地,所述还原的温度为200-300℃。

优选地,在步骤1)中,所述还原的初始温度:室温;升温速率:1-20℃/min;还原时间:1-10h。

更优选地,所述还原的初始温度:20-30℃;升温速率:1-10℃/min;还原时间:1-5h。

优选地,在步骤2)中,所述铜盐溶液为铜盐水溶液。

优选地,在步骤2)中,所述铜盐溶液中的铜盐选自硝酸铜、氯化铜、醋酸铜、硫酸铜中的一种或多种。

更优选地,所述铜盐选自硝酸铜、醋酸铜、硫酸铜中的一种或多种。

优选地,在步骤2)中,所述混合方式选择超声、搅拌中的一种。

更优选地,所述超声时间为20-100min。进一步优选地,所述超声时间为30-90min。

更优选地,所述搅拌时间为20-100min。进一步优选地,所述搅拌时间为30-80min。

优选地,在步骤2)中,所述置换反应的温度为20-500℃。更优选地,所述置换反应的温度为50-120℃。

优选地,在步骤2)中,所述铜盐溶液中cu离子的摩尔浓度为0.01-0.1mol/l(m)。

优选地,在步骤3)中,所述焙烧气氛选自空气气氛、氯气气氛、氧气气氛中的一种或多种。

更优选地,所述焙烧气氛为氧气气氛。

更优选地,所述氧气气氛中还包括有稀释气体,所述稀释气体为惰性气体。

进一步优选地,所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气中的一种或多种。

优选地,在步骤3)中,所述焙烧气氛的气体流速为10-300ml/min。

更优选地,所述焙烧气氛的气体流速为150-300ml/min。

优选地,在步骤3)中,所述焙烧的温度为100-500℃。

更优选地,所述焙烧的温度为250-350℃。

优选地,在步骤3)中,所述焙烧的初始温度:室温;升温速率:1-20℃/min;焙烧时间:1-100h;反应压力:0-3mpa。

更优选地,所述焙烧的初始温度:20-30℃;升温速率:1-10℃/min;焙烧时间:2-20h;反应压力:0-1mpa。

本发明第二方面提供一种在ni上生长cu纳米线获得的催化剂,由上述制备方法制得。

本发明第三方面提供一种在ni上生长cu纳米线获得的催化剂的用途,用于构建非酶葡萄糖传感器。

优选地,所述非酶葡萄糖传感器用于恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.2-1.0v。

如上所述,本发明提供的一种在ni上生长cu纳米线获得的催化剂及其制备方法和应用,使用一种简单方法在ni上生长cu纳米线。由于ni和cu都是对葡萄糖有催化活性的金属,制备获得的在ni上生长cu纳米线的催化剂,能够构建非酶葡萄糖传感器用于对葡萄糖的检测。本发明所得催化剂具有低温高活性,成本低廉、制备简便以及易于工业放大等优点。由于酶生物传感器在应用中的缺陷日益明显,非酶生物传感器受到更大的关注。本发明构建的非酶生物传感器具有良好的电催化活性,良好的抗干扰能力,线性范围广,检测限低,灵敏度高,选择性好,重现性高且有良好的稳定性的特点。

附图说明

图1显示为本发明的一种在ni上生长cu纳米线获得的催化剂的sem图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明,应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知,下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置;所有压力值和范围都是指相对压力;使用试剂均为本领域内的常规试剂,均可从市场上购买获得。

此外应理解,本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤,除非另有说明;还应理解,本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置,除非另有说明。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

取镍片在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍片放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在50℃超声30min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.1mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.5v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4000μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例2

取镍丝在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍丝放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在60℃超声30min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.1mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.5v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4803μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例3

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至400℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为300ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在65℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.8v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4995μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例4

取镍管在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为300ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至500℃,氧化保温2h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍管放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在65℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.8v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4630μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例5

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至350℃,氧化保温1h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在75℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.8v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4875μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例6

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在75℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4726μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例7

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至400℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为300ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在90℃超声90min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,焙烧保温3h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4931μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例8

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为300ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至500℃,氧化保温2h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在80℃超声90min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,焙烧保温3h,反应压力为0.1mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4642μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例9

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在80℃超声90min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至350℃,焙烧保温3h,反应压力为0.1mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4680μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例10

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至450℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至200℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在80℃超声90min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,焙烧保温3h,反应压力为0.5mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4368μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例11

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至400℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.01mcu(no3)2溶液中,在80℃超声90min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.5mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即5120μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例12

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至400℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为300ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.05mcu(no3)2溶液中,在75℃超声90min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.5mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度即5006μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例13

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至500℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.02mcu(no3)2溶液中,在85℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.5mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即5007μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例14

取泡沫镍在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的泡沫镍放置于0.1mcu(no3)2溶液中,在85℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温1h,反应压力为0.5mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度即4881μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例15

取泡沫镍在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至500℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的泡沫镍放置于0.02mcu(no3)2溶液中,在85℃超声30min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.5mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.65v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4996μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例16

取泡沫镍在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为300ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至500℃,氧化保温2h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至210℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的泡沫镍放置于0.05mcu(no3)2溶液中,在55℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,焙烧保温1h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.55v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4882μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例17

取镍丝在氧气气氛下进行氧化,氧气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通氯气气氛进行还原,氯气气氛的气体流速为300ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍丝放置于0.1mcu(no3)2溶液中,在55℃超声30min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在氧气气氛下进行焙烧,氧气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以1℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.55v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即5340μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例18

取泡沫镍在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至450℃,氧化保温1h。再降温降至室温后,通氢气气氛进行还原,氢气气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至210℃,还原保温2h。然后,将经过上述处理的泡沫镍放置于0.1mcu(so4)2溶液中,在80℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为150ml/min,从室温以5℃/min的升温速率升至350℃,焙烧保温3h,反应压力为0.1mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂的结构见图1。

由图1可知,本发明制备的ni上生长cu纳米线获得的催化剂的基底镍表面生成多孔结构,可以扩大反应的比表面积,而且表面生长cu纳米线同样可以扩大反应的比表面积,而且两种元素都对葡萄糖具有化学活性,相互结合可以有利于葡萄糖的检测。另外,该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.67v,在该电位下不断加入葡萄糖,葡萄糖被还原,通过计算,发现该催化剂具有高灵敏度,即5610μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例19

取镍箔在氧气气氛下进行氧化,氧气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,氧化保温3h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至200℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.1mcu(no3)2溶液中,在70℃超声30min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在空气气氛下进行焙烧,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以2℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.55v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4815μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例20

取镍箔在氧气气氛下进行氧化,氧气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至500℃,氧化保温2h。再降温降至室温后,通co气氛进行还原,co气氛的气体流速为250ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至250℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.1mcu(no3)2溶液中,在70℃超声30min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在稀释氧气(稀释气体为氮气,稀释氧气中氧气的体积百分比为40%)气氛下进行焙烧,稀释氧气(稀释气体为氮气,稀释氧气中氧气的体积百分比为40%)气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至200℃,焙烧保温3h,反应压力为0.1mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.55v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4951μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例21

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至500℃,氧化保温2h。再降温降至室温后,通氢气气氛进行还原,氢气气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.1mcu(no3)2溶液中,在75℃超声60min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在稀释氧气(稀释气体为氮气,稀释氧气中氧气的体积百分比为40%)气氛下进行焙烧,稀释氧气(稀释气体为氮气,稀释氧气中氧气的体积百分比为40%)气氛的气体流速为150ml/min,从室温以5℃/min的升温速率升至280℃,焙烧保温3h,反应压力为0.1mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.75v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4962μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

实施例22

取镍箔在空气气氛下进行氧化,空气气氛的气体流速为200ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至400℃,氧化保温2h。再降温降至室温后,通氢气气氛进行还原,氢气气氛的气体流速为150ml/min,从室温以10℃/min的升温速率升至300℃,还原保温1h。然后,将经过上述处理的镍箔放置于0.1mcu(no3)2溶液中,在75℃超声30min,将cu置换到基底ni上,获得nicu基底。将得到的nicu基底在稀释氧气(稀释气体为氮气,稀释氧气中氧气的体积百分比为40%)气氛下进行焙烧,稀释氧气(稀释气体为氮气,稀释氧气中氧气的体积百分比为40%)气氛的气体流速为200ml/min,从室温以2℃/min的升温速率升至300℃,焙烧保温3h,反应压力为0.2mpa,得到ni上生长cu纳米线获得的催化剂。该催化剂用于构建非酶葡萄糖传感器,使用恒电位法检测葡萄糖,施加电压为0.75v,在该电位下,葡萄糖被还原,具有高灵敏度,即4826μamm-1cm-2,且对抗坏血酸、尿酸、乳酸等物质抗干扰能力强。

所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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