【摘 要】
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糖尿病作为一种全球范围内的严重慢性疾病已对人类健康造成威胁,因此实现血糖浓度的精确快速检测对于糖尿病的诊断和治疗具有重大意义。酶葡萄糖传感器的发展因其成本高、稳定性差、对环境要求苛刻等缺点大受制约,这就促使科研人员们去构筑一种成本低廉、稳定性高、选择性好的非酶葡萄糖传感器。其关键在于电极材料的选择。越来越多的科研人员将目光放到了成本低廉、资源丰富且催化活性优异的过渡金属氧化物上去。但过渡金属氧化物
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糖尿病作为一种全球范围内的严重慢性疾病已对人类健康造成威胁,因此实现血糖浓度的精确快速检测对于糖尿病的诊断和治疗具有重大意义。酶葡萄糖传感器的发展因其成本高、稳定性差、对环境要求苛刻等缺点大受制约,这就促使科研人员们去构筑一种成本低廉、稳定性高、选择性好的非酶葡萄糖传感器。其关键在于电极材料的选择。越来越多的科研人员将目光放到了成本低廉、资源丰富且催化活性优异的过渡金属氧化物上去。但过渡金属氧化物的导电性能不是特别出彩,科学家们尝试将其与碳材料复合的方式对其改性。本文设计合成了一系列高比表面积、大孔径的有序介孔尖晶石钴酸盐/石墨炔复合材料,探究了石墨炔作为助催化剂与介孔材料复合后对葡萄糖电传感性能的影响。1、本文以KIT-6作硬模板,通过纳米浇筑法合成了一系列有序介孔钴基尖晶石ACo2O4（A=Cu,Zn,Ni）,通过超声辅助浸渍法将石墨炔与其进行不同比例的复合,得到不同比例的ACo2O4/GDY复合材料。对各个复合量的材料进行电化学测试,探究其葡萄糖电化学传感性能的改变。实验研究发现 CuCo2O4-GDY-25:1、NiCo2O4-GDY-50:1、ZnCo2O4-GDY-1 00:1（摩尔比值）具有最佳的电传感性能,其灵敏度分别为 6523 μA·mM-1·cm-2、6058μA·mM-1·cm-2、5250 μA·mM-1·cm-2,比未复合石墨炔（3514μA·mM-1·cm-2、2738 μA·mM-1·cm-2、1985 μA·mM-1·cm-2）之前性能高出1.9、2.2、2.6倍,并且具有优异的抗干扰性和稳定性。2、调控尖晶石ZnCo2O4的正八面体位置组成,采用上述合成方法合成了一系列微量掺杂的有序介孔ZnB0.05Co1.95O4（B=Ni,Cr,Ga）材料,通过超声辅助浸渍法将其与石墨炔进行不同比例的复合。以ZnNi0.05C01.95O4为例,改变介孔材料与石墨炔复合的比例,测试发现当ZnNio.05Co1.95O4与石墨炔的摩尔比值为50:1时,该复合材料表现出优异的电传感性能,灵敏度为3668 μA·mM-1·cm-2,比未复合石墨炔（2335 μA·mM-1·cm-2）之前高1.6倍,并且显示出良好的稳定性和抗干扰性。在此基础上对ZnCr0.05Co1.95O4、ZnGa0.05Co1.95O4进行该比例的复合,其灵敏度分别为3647 μA·mM-1·cm-2、3365 μA·mM-1·cm-2,分别比未复合之前性能提高了 1.6（2235μA·mM-1·cm-2）、1.4 倍（2416 μA·mM-1·cm-2）。3、通过对尖晶石NiCo2O4、CuCo2O4的正八面体位置组成进行微量金属掺杂,依旧采用纳米浇筑法合成了一系列有序介孔AB0.05Co1.95O4（A=Ni,Cu;B=Cr,Ga）,将其与石墨炔进行特定比例的复合。（1）根据前期探索,采用NiB0.05Co1.95O4-GDY-50:1作为最佳复合比,测试发现该复合材料具有优异的催化活性。NiCro.o5Co1.95O4-GDY-50:1的灵敏度为6241 μA·mM-1·cm-2,比未复合石墨炔前（4440 μA·mM-1·cm-2）提高了 1.4 倍;NiGa0.05Co1.95O4-GDY-50:1 的灵敏度为6787μA·mM-1·cm-2,比未复合石墨炔前（3397 μA·mM-1·cm-2）提高了 2.0倍;（2）根据前期探索,采用CuB0.05Co1.95O4-GDY-25:1作为最佳复合比,测试发现该复合材料的性能与未复合石墨炔前均相差甚小,说明CuB0.05Co1.95O4与石墨炔之间的协同作用较差。
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