二维同构金属有机框架材料及其制备方法与在电化学检测葡萄糖中的应用

本发明涉及金属有机框架材料，具体涉及一种二维同构金属有机框架材料及其制备方法与在电化学检测葡萄糖中的应用。

背景技术：

1、随着人们的物质生活质量日益提高各种新的疾病也随之出现，糖尿病就是其中之一，血液中的葡萄糖水平是临床诊断糖尿病的唯一标准，因此葡萄糖传感器的研究备受关注。电化学葡萄糖传感器近年来发展迅速，在众多的电化学葡萄糖传感器中，非酶葡萄糖传感器因其成本低、稳定性高、灵敏度高而越来越受到重视，许多材料，如金属、金属氧化物和聚合物，已被用作葡萄糖传感电极材料。

2、mofs金属有机骨架材料因其独特的结构，比如：具有极高的比表面积、可协调的孔径、孔道大小可调以及骨架成分多样性等，被认为是一种极其重要的电催化剂而备受关注，以mofs材料为模板制备的纳米材料在电化学领域的应用已得到广泛报道。

3、近年来，金属有机骨架(mofs)作为一种非酶催化的催化剂被广泛应用于电化学传感领域。mofs具有较大的比表面积和氧化还原能，为葡萄糖电催化提供了丰富的活性位点，而且，mofs本身可以作为酶催化剂，用于电化学检测葡萄糖。

技术实现思路

1、本发明提供一种二维同构金属有机框架材料及其制备方法与在电化学检测葡萄糖中的应用，以1,3,5-三咪唑基苯(tib)为配体，过渡金属镍或钴为金属中心形成的金属有机框架材料(ni-tib、co-tib)，该材料用于制备催化剂电极材料，在测试时表现出优异的葡萄糖电传感活性。

2、本发明的技术方案是，一种二维同构金属有机框架材料，该材料为c30h24n14nio6晶态材料或c100h60cl20co3.3n40o60的晶态材料；且晶态材料的晶体属于三方晶系，空间群为p-31c，晶胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝120°，

3、本发明还涉及所述的二维同构金属有机框架材料的制备方法，具体步骤为：以1,3,5-三咪唑基苯(tib)为有机配体、以硝酸镍或高氯酸钴为金属盐，加入到去离子水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、质量浓度为37％ hbf4的混合溶液中，通过溶剂热反应得到金属有机框架材料。

4、进一步地，有机配体与金属盐的摩尔比为1:4。

5、进一步地，混合溶液中去离子水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、质量浓度为37％ hbf4的体积比为2:4:0.6～1。

6、进一步地，溶剂热反应条件为100℃，反应时间为48小时。

7、本发明还涉及所述二维同构金属有机框架材料作为电催化剂在葡萄糖电传感方面的应用。

8、本发明还涉及采用上述二维同构金属有机框架材料与乙炔黑制备的复合材料，二维同构金属有机框架材料与乙炔黑的质量比为1:1。

9、本发明还涉及所述复合材料的制备方法，具体步骤为：称取金属有机框架材料和乙炔黑(ab)混合，通过机械研磨后加入乙醇，超声分散后在80℃～100℃真空干燥并进行研磨，即得到金属有机框架材料与乙炔黑的复合材料。

10、本发明还涉及所述的二维同构金属有机框架材料与乙炔黑制备的复合材料作为电催化剂在葡萄糖电传感方面的应用。

11、本发明的有益效果在于：

12、本发明以1,3,5-三咪唑基苯(tib)作为有机配体，硝酸镍或高氯酸钴作为金属盐，在去离子水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、质量浓度为37％ hbf4的混合溶液中通过溶剂热反应制备得到两例同构金属有机框架材料(ni-tib、co-tib)，化学通式分别为c30h24n14nio6，c100h60cl20co3.3n40o60。两例mof在制备催化剂电极材料测试方面表现出优异的葡萄糖电传感活性，同时将两例mof进行复合得到异质复合材料(ab/ni-tib、ab/co-tib)，异质复合材料在制备催化剂电极材料测试表现出更加优异的葡萄糖电传感活性。

技术特征：

1.一种二维同构金属有机框架材料，其特征在于：该材料为c30h24n14nio6晶态材料或c100h60cl20co3.3n40o60的晶态材料；且晶态材料的晶体属于三方晶系，空间群为p-31c，晶胞参数为：α=90°，β=90°，γ=120°，a=11.3365(2)å，b=11.3365(2)å，c=15.2070(4)å。

2.权利要求1所述的二维同构金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：以1,3,5-三咪唑基苯(tib)为有机配体、以硝酸镍或高氯酸钴为金属盐，加入到去离子水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、质量浓度为37% hbf4的混合溶液中，通过溶剂热反应得到金属有机框架材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：有机配体与金属盐的摩尔比为1:4。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：混合溶液中去离子水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、质量浓度为37% hbf4的体积比为2:4:0.6~1。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：溶剂热反应条件为100℃，反应时间为48小时。

6.权利要求1所述二维同构金属有机框架材料作为电催化剂在葡萄糖电传感方面的应用。

7.采用权利要求1的二维同构金属有机框架材料与乙炔黑制备的复合材料，其特征在于：二维同构金属有机框架材料与乙炔黑的质量比为1:1。

8.权利要求7所述复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：称取金属有机框架材料和乙炔黑（ab）混合，通过机械研磨后加入乙醇，超声分散后在80℃~100℃真空干燥并进行研磨，即得到金属有机框架材料与乙炔黑的复合材料。

9.权利要求6所述的二维同构金属有机框架材料与乙炔黑制备的复合材料作为电催化剂在葡萄糖电传感方面的应用。

技术总结
本发明涉及一种二维同构金属有机框架材料及其制备方法与在电化学检测葡萄糖中的应用，本发明以1,3,5‑三咪唑基苯(TIB)作为有机配体，硝酸镍或高氯酸钴作为金属盐，在去离子水、N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)、质量浓度为37%HBF4的混合溶液中通过溶剂热反应制备得到两例同构金属有机框架材料(Ni‑TIB、Co‑TIB)，化学通式分别为C30H24N14NiO6，C100H60Cl20Co3.3N40O60。两例MOF在制备催化剂电极材料测试方面表现出优异的葡萄糖电传感活性，同时将两例MOF进行复合得到异质复合材料(AB/Ni‑TIB、AB/Co‑TIB)，异质复合材料在制备催化剂电极材料测试表现出更加优异的葡萄糖电传感活性。

技术研发人员：吴亚盘,王新英,李东升,伍学谦,李永双,李双,习本军,马会娟,韩庆文
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13