专利名称：一种二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于微电子生物传感技术领域，尤其涉及一种二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料及其在电化学生物检测的化学修饰电极或生物传感器电极制备中的应用。
背景技术：
电化学生物传感检测是当前关注的热点，也是电化学测试应用的重要领域。但是生物分子如蛋白质(氨基酸)、核酸(DNA/RNA)和糖类(葡萄糖)等均是有机分子，导电性很差；并且极易吸附在电极表面(积垢)，使生物分子测试体系灵敏度降低，甚至导致电化学生物传感器失效。由于一维纳米材料，特别是氧化物纳米带具有大的表面积、独特的物理特性、灵敏的传感特性使得其在诸多领域如催化、传感器、电化学等方面显示出诱人的应用前景。与纳米颗粒和纳米线相比，由于纳米带在宽度和厚度方向可以达到亚微米和微米尺寸，使得纳米带的可观测和可操纵性能远远大于纳米颗粒和纳米线，所以，一些以纳米带为构筑材料的传感器件应运而生。目前研究最多的纳米带为氧化锌纳米带，利用氧化锌纳米带制作的各种传感器显示出了良好的特性。然而，氧化锌纳米带具有一个致命的弱点，就是其酸性甚至在水中都有很高的溶解性，在空气中也可以吸收水分发生形状和性质的变化。氧化锌与水的强烈作用使得其器件的实用性受到很大限制。所以，研究以环境稳定的二氧化钛纳米带作为基础材料的纳米器件将成为纳米带器件的重要研究方向。尽管二氧化钛纳米带有良好的光电、气敏、催化、光伏特性和环境稳定性，但由于输出的信号太小，难以获得更高的性能。经检索，开发二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料在电化学生物检测的化学修饰电极或生物传感器电极制备中的应用还未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料及在电化学生物检测传感电极制备中的应用。本发明所述的二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料，其特征在于，所述材料由如下方法制得将单晶钛酸纳米带与商品化贵金属氯配合物或商品化金属硝酸盐按质量比为12 1 15 1进行混合，然后加入浸没量的无水乙醇中均勻分散，再常压下置马弗炉中以200 500°C恒温加热1 3h，一步形成二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料，即形成含二氧化钛纳米颗粒和贵金属或贵金属氧化物纳米颗粒的双异质结构材料。上述二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料中，所述单晶钛酸纳米带是指以商品级P-25为原料，IOM NaOH溶液为反应的溶剂，采用水热法合成的钛酸(H2Ti3O7)纳米带，具体制备方法参见专利200710017081. 6 一种二氧化钛纳米纸及其制备方法。上述二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料中，所述商品化贵金属氯配合物是指氯金酸，氯钼酸或氯铱酸；所述商品化金属硝酸盐是指硝酸镍、硝酸铋、硝酸铟或硝酸锡。
进一步的，所述商品化贵金属氯配合物优选氯金酸；所述商品化金属硝酸盐优选硝酸镍或硝酸铋。上述的二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料中，所述恒温加热的温度优选 5000C ；恒温加热的时间优选1-池。本发明所述二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料在制备电化学传感电极中的应用。其中，所述制备电化学传感电极的方法是以如下单位比例的用量，将0. 5 Img 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在1. 3 3mL无水乙醇中，然后取出 3 6μ L均勻混合后的溶液作为活性传感材料，滴在涂有粘结剂的基底电极上，制得二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极；其中所述粘结剂是萘酚、导电碳胶或10wt%聚四氟乙烯；所述基底电极是指钼电极、玻碳电极或石墨电极。进一步的，上述粘结剂优选萘酚；所述基底电极优选钼电极或石墨电极。本发明所述二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料制备的电化学传感电极在电化学生物传感检测中的应用。其中，应用本发明所述二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料制备的电化学传感电极在pH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ中，实施对生物分子进行传感检测。本发明将单晶钛酸纳米带与商品化贵金属氯配合物或商品化金属硝酸盐混合，然后以无水乙醇进行分散，再常压下置马弗炉中加热，加热过程中，单晶钛酸纳米带分解成二氧化钛纳米带，贵金属氯配合物或金属硝酸盐分解成金属单质或金属氧化物纳米颗粒，同时分解过程中生成的水汽和腐蚀性气体如氯化氢，二氧化氮等混合物使单晶钛酸纳米带表面腐蚀形成二氧化钛纳米颗粒，形成含二氧化钛纳米颗粒和贵金属或贵金属氧化物纳米颗粒的双异质结构材料，即一步形成二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。在二氧化钛纳米带表面组装异质结构可以调节其能带结构，产生量子耦合效应， 改善界面电荷传递动力学，双异质结构除上述优点外，还可以进一步增大二氧化钛纳米带比表面积和(110)活性晶面，为外来功能基团提供更多活性连接位点，有利于提高二氧化钛纳米带表面活性及改善其功能应用。金属氧化合物特别半导体含氧化合物是光、电、气体、离子甚至蛋白质和酶的敏感材料，表面功能化双异质结构的二氧化钛纳米带在光电转换、环境检测、生物传感器等方面展现优异的性能；金属单质优良的导电性，有利于加快半导体-金属-生物分子界面电子传递动力学，有利于提高传感电极的灵敏度；另外，由于这些纳米带表面有丰富的羟基和金属离子，可以利用胺基、羟基、羧基等不同的有机分子连接，制成各种不同的改性功能纳米带电极传感材料。综上，本发明涉及的二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料及其电化学生物传感修饰电极中的应用，具有如下特点(1)对核酸、蛋白质和酶等生物分子敏感。( 电极易于功能化改性。(3)电极传荷迅速，灵敏度高。
图1不同纳米带显微照片，其中(a)酸腐蚀的单异质结二氧化钛纳米带；(b)金/ 二氧化钛双异质结纳米带。图2不同纳米带传感电极在含腺嘌呤磷酸(0. 08mM)的pH = 7. 4模拟体液磷酸缓冲溶液中伏安扫描曲线，其中(a)空白溶液；(b)金/ 二氧化钛双异质结纳米带；(C)酸腐蚀的单异质结二氧化钛纳米带。图3不同纳米带传感电极在含0-6-苄基鸟嘌呤(0. 08mM)的pH = 7. 4模拟体液磷酸缓冲溶液中伏安扫描曲线，其中(a)空白溶液；(b)金/ 二氧化钛双异质结纳米带；(c) 酸腐蚀的单异质结二氧化钛纳米带。
具体实施例方式下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明保护内容不仅限于此。实施例1 0. Ig单晶钛酸纳米带和1. 8mL0. OlM商品化氯金酸溶液加入乙醇中均勻分散后， 在常压下，马弗炉中500°C恒温加热lh，形成金/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(如附图Ib所示)。将0. 5mg金/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在1. 3mL无水乙醇中，然后取出3μ L上述均勻混合液，滴在涂有萘酚的玻碳电极上，制成金/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果如附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，金/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。上述单晶钛酸纳米带是指以商品级P-25为原料，IOM NaOH溶液为反应的溶剂，采用水热法合成的钛酸(H2Ti3O7)纳米带，具体制备方法参见专利200710017081. 6 —种二氧化钛纳米纸及其制备方法。实施例2 0. Ig单晶钛酸纳米带和2mL0. OlM商品化氯金酸溶液加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热2h，形成金/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料 (类似附图Ib所示)。将0. Smg金/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在2mL无水乙醇中，然后取出4 μ L上述均勻混合液，滴在涂有导电碳胶的钼电极上，制成金/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，金/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及 0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例3 0. Ig单晶钛酸纳米带和1. 6mL0. OlM商品化氯金酸溶液加入乙醇中均勻分散后， 在常压下，马弗炉中300°C恒温加热2h，形成金/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(类似附图Ib所示)。将Img金/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在3mL无水乙醇中，然后取出6 μ L上述均勻混合液，滴在涂有10wt%聚四氟乙烯的石墨电极上，制成金/二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图 3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，金/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例4 0. Ig单晶钛酸纳米带和22mg37Wt%商品化氯钼酸溶液加入乙醇中均勻分散后， 在常压下，马弗炉中200°C恒温加热3h，形成钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将0. 5mg钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在1. 3mL无水乙醇中，然后取出3yL上述均勻混合液，滴在涂有10wt%聚四氟乙烯的玻碳电极上，制成钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，钼/二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例5 0. Ig单晶钛酸纳米带和20mg37Wt%商品化氯钼酸溶液加入乙醇中均勻分散后， 在常压下，马弗炉中400°C恒温加热2h，形成钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将0. Smg钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在2mL无水乙醇中，然后取出4 μ L上述均勻混合液，滴在涂有导电碳胶的钼电极上，制成钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，钼/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及 0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例6 0. Ig单晶钛酸纳米带和18mg37Wt%商品化氯钼酸溶液加入乙醇中均勻分散后， 在常压下，马弗炉中500°C恒温加热lh，形成钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将Img钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在3mL无水乙醇中，然后取出6μ L上述均勻混合液，滴在涂有萘酚的石墨电极上，制成钼/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示， 与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，钼/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例7:
0. Ig单晶钛酸纳米带和23. 8mg35Wt%商品化氯铱酸加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热3h，形成铱/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将0. 5mg铱/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在1. 3mL无水乙醇中，然后取出3μ L上述均勻混合液，滴在涂有萘酚的玻碳电极上，制成铱/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，铱/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例8 0. Ig单晶钛酸纳米带和20mg35Wt%商品化氯铱酸加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热2h，形成铱/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将0. Smg铱/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在2mL无水乙醇中，然后取出4 μ L上述均勻混合液，滴在涂有导电碳胶的钼电极上，制成铱/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，铱/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及 0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例9 0. Ig单晶钛酸纳米带和19mg35Wt%商品化氯铱酸加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热lh，形成铱/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料 (形貌类似附图Ib所示)。将Img铱/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在3mL无水乙醇中，然后取出6 μ L上述均勻混合液，滴在涂有10wt%聚四氟乙烯的石墨电极上，制成铱/二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图 3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，铱/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例10 0. Ig单晶钛酸纳米带和8. 3mg商品化硝酸镍加入乙醇中均勻分散后，在常压下， 马弗炉中500°C恒温加热3h，形成氧化镍/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将0. 5mg氧化镍/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在1. 3mL 无水乙醇中，然后取出3μ L上述均勻混合液，滴在涂有10wt%聚四氟乙烯的玻碳电极上， 制成氧化镍/二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以pH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBS)为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，氧化镍/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度， 更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例11 0. Ig单晶钛酸纳米带和7mg商品化硝酸镍加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热2h，形成氧化镍/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(形貌类似附图Ib所示)。将0. Smg氧化镍/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在2mL无水乙醇中，然后取出4 μ L上述均勻混合液，滴在涂有导电碳胶的钼电极上，制成氧化镍/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图 3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，氧化镍/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例12 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和6. 6mg商品化硝酸镍加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热lh，形成氧化镍/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(形貌类似附图Ib所示)。将Img氧化镍/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在3mL无水乙醇中，然后取出6yL上述均勻混合液，滴在涂有萘酚的石墨电极上，制成氧化镍/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2， 图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，氧化镍/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例13 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和8. 3mg商品化金属硝酸铋加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中300°C恒温加热3h，形成三氧化二铋/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将0. 5mg三氧化二铋/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在 1.3mL无水乙醇中，然后取出3μ L上述均勻混合液，滴在涂有萘酚的玻碳电极上，制成三氧化二铋/二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以pH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBS)为电解质溶液，进行电化学生物传感检测， 结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，三氧化二铋/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例14 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和7mg商品化金属硝酸铋加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热2h，形成三氧化二铋/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(形貌类似附图Ib所示)。
将0. Smg三氧化二铋/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在 2mL无水乙醇中，然后取出4μ L上述均勻混合液，滴在涂有导电碳胶的钼电极上，制成三氧化二铋/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH =7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，三氧化二铋/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例15 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和6. 6mg商品化金属硝酸铋加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热lh，形成三氧化二铋/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(形貌类似附图Ib所示)。将Img三氧化二铋/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在3mL 无水乙醇中，然后取出6μ L上述均勻混合液，滴在涂有10wt%聚四氟乙烯的石墨电极上， 制成三氧化二铋/二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以pH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBS)为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，三氧化二铋/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例16 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和8. 3mg商品化金属硝酸铟加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中200°C恒温加热3h，形成三氧化二铟/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将0. 5mg三氧化二铟/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在 1.3mL无水乙醇中，然后取出3μ L上述均勻混合液，滴在涂有10wt%聚四氟乙烯的玻碳电极上，制成三氧化二铟/二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以pH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBS)为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，三氧化二铟/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例17 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和7mg商品化金属硝酸铟加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热2h，形成三氧化二铟/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(形貌类似附图Ib所示)。将0. Smg三氧化二铟/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在 2mL无水乙醇中，然后取出4μ L上述均勻混合液，滴在涂有导电碳胶的钼电极上，制成三氧化二铟/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH =7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，三氧化二铟/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例18 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和6. 6mg商品化金属硝酸铟加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中400°C恒温加热池，形成三氧化二铟/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将Img三氧化二铟/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在3mL 无水乙醇中，然后取出6yL上述均勻混合液，滴在涂有萘酚的石墨电极上，制成三氧化二铟/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH =7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，三氧化二铟/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例19 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和8. 3mg商品化金属硝酸锡加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中300°C恒温加热3h，形成二氧化锡/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。将0. 5mg 二氧化锡/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在 1.3mL无水乙醇中，然后取出3μ L上述均勻混合液，滴在涂有萘酚的玻碳电极上，制成二氧化锡/二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以pH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBS)为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，二氧化锡/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例20 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和7mg商品化金属硝酸锡加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中5oo°c恒温加热池，形成二氧化锡/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(形貌类似附图Ib所示)。将0. Smg 二氧化锡/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在2mL 无水乙醇中，然后取出4μ L上述均勻混合液，滴在涂有导电碳胶的钼电极上，制成二氧化锡/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以PH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBQ为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，二氧化锡/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。实施例21 0. Ig水热法制备的单晶钛酸纳米带和6. 6mg商品化金属硝酸锡加入乙醇中均勻分散后，在常压下，马弗炉中500°C恒温加热lh，形成二氧化锡/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料(形貌类似附图Ib所示)。将Img 二氧化锡/ 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在3mL无水乙醇中，然后取出6μ L上述均勻混合液，滴在涂有10wt%聚四氟乙烯的石墨电极上，制成二氧化锡/二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极，然后在以pH = 7. 4的模拟体液磷酸缓冲溶液(PBS)为电解质溶液，进行电化学生物传感检测，结果类似附图2，图3所示，与二氧化钛单异质结纳米带电极相比，二氧化锡/ 二氧化钛双异质结构纳米带电极对腺嘌呤磷酸及0-6-苄基鸟嘌呤生物分子传感检测中，表现出更高灵敏度，更小的电极极化，及更快的电子传递能力。上述实施例中所述单晶钛酸纳米带是指以商品级P-25为原料，IOM NaOH溶液为反应的溶剂，采用水热法合成的钛酸(H2Ti3O7)纳米带，具体制备方法参见专利 200710017081. 6 一种二氧化钛纳米纸及其制备方法。
权利要求
1.一种二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料，其特征在于，所述材料由如下方法制得将单晶钛酸纳米带与商品化贵金属氯配合物或商品化金属硝酸盐按质量比为 12 1 15 1进行混合，然后加入浸没量的无水乙醇中均勻分散，再常压下置马弗炉中以200 500°C恒温加热1 3h，一步形成二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料，即形成含二氧化钛纳米颗粒和贵金属或贵金属氧化物纳米颗粒的双异质结构材料。
2.如权利要求1所述的二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料，其特征在于，所述商品化贵金属氯配合物是指氯金酸，氯钼酸或氯铱酸；所述商品化金属硝酸盐是指硝酸镍、硝酸铋、硝酸铟或硝酸锡。
3.如权利要求2所述的二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料，其特征在于，所述商品化贵金属氯配合物是指氯金酸；所述商品化金属硝酸盐是指硝酸镍或硝酸铋。
4.如权利要求1所述的二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料，其特征在于，所述恒温加热的温度是500°C ；恒温加热的时间是1-池。
5.权利要求1所述二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料在制备电化学传感电极中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述制备电化学传感电极的方法是以如下单位比例的用量，将0. 5 Img 二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料均勻分散在 1. 3 3mL无水乙醇中，然后取出3 6 μ L均勻混合后的溶液作为活性传感材料，滴在涂有粘结剂的基底电极上，制得二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料修饰的电化学传感电极；其中所述粘结剂是萘酚、导电碳胶或10wt%聚四氟乙烯；所述基底电极是指钼电极、玻碳电极或石墨电极。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述粘结剂是萘酚；所述基底电极是指钼电极或石墨电极。
全文摘要
本发明公开了一种二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料，是由单晶钛酸纳米带和商品化贵金属氯配合物或金属硝酸盐加入乙醇中均匀分散后，在常压下，马弗炉中加热分解腐蚀，在产物二氧化钛纳米带的表面，一步形成含二氧化钛纳米颗粒和贵金属或贵金属氧化物纳米颗粒的双异质结构材料，即二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料。本发明还公开了所述二氧化钛纳米带表面功能化双异质结构材料在制备电化学传感电极中的应用。实验证实制备的电化学传感电极具有传荷迅速，传感性能优异，易于功能化改性等特征，在电化学生物传感检测方面具有很好的应用前景。
文档编号G01N27/30GK102507681SQ20111032381
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者于光伟, 刘宏, 孙德辉, 崔静洁, 江怀东, 王东周, 王继扬, 田 健, 赵洪石 申请人:山东大学