一種基于氧化鎢量子點材料的電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于氧化鎢量子點材料的新型電致化學(xué)發(fā)光傳感器，屬于分析化學(xué)和納米材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電致化學(xué)發(fā)光，是一種由電化學(xué)觸發(fā)的激發(fā)態(tài)物種的能量弛豫所產(chǎn)生的光福射。最初的電致化學(xué)發(fā)光物種是格氏試劑和魯米諾試劑，然后擴(kuò)大到多環(huán)芳香族碳氧化合物和有機(jī)金屬化合物。近年來，半導(dǎo)體納米晶體或量子點作為一種新的電致化學(xué)納米發(fā)光受到廣泛關(guān)注。半導(dǎo)體納米晶體電致化學(xué)結(jié)合了半導(dǎo)體、電化學(xué)和化學(xué)發(fā)光等優(yōu)勢成為電致化學(xué)分析中的新領(lǐng)域而發(fā)展迅速。量子點，因其具有獨特的優(yōu)點，如尺寸/表面缺陷控制的發(fā)光及良好的抗光漂白穩(wěn)定性，而被廣泛用于各種電致化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建。
[0003]氧化鎢由于具有突出的電致變色、光致變色、熱致變色、催化等性能而被廣泛關(guān)注。然而，關(guān)于氧化鎢的電致化學(xué)性能的報道并不是很多。研究證實，將傳統(tǒng)電極材料的粒子尺度縮減到零維后，將大大提升其中的物質(zhì)與電荷傳輸過程，有望拓展量子點材料在超快響應(yīng)電化學(xué)器件領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，零維氧化鎢量子點的制備，很可能大大提高和改善氧化鎢電致化學(xué)性能。本發(fā)明提供了一種氧化鎢量子點材料電致化學(xué)納米發(fā)光體。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高效的氧化鎢量子點電致化學(xué)發(fā)光體的電致化學(xué)發(fā)光傳感器。其是以氧化鎢量子為發(fā)光體，過硫酸鉀為共反應(yīng)劑，獲得低電位電致化學(xué)發(fā)光輻射，傳感器靈敏度高。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的一種基于氧化鎢量子點材料的電致化學(xué)發(fā)光傳感器，其特征是以氧化鎢量子點材料為發(fā)光體，過硫酸鉀為共反應(yīng)劑，將氧化鎢量子點修飾在玻碳電極上獲得氧化鎢量子點修飾玻碳電極，以氧化鎢量子點修飾玻碳電極為工作電極進(jìn)行電化學(xué)發(fā)光測試，獲得低電位電致化學(xué)發(fā)光輻射信號。
[0006]所述氧化鎢量子點材料由以下方法制備:往硫化鎢粉末中加入二次蒸餾水中，超聲處理，經(jīng)砂芯漏斗過濾，獲得濾餅，再將收集的濾餅重懸于二次蒸餾水中得到溶液，將上述溶液置于高壓反應(yīng)釜中，160~240 °C下反應(yīng)，冷卻至室溫后得到水熱產(chǎn)物，再將該水熱產(chǎn)物經(jīng)砂芯漏斗過濾，收集濾液，得到氧化媽量子點溶液，上述氧化媽量子點溶液經(jīng)懸蒸、乙醇分散，離心、真空干燥步驟得到氧化鎢量子點固體粉末。
[0007]所述氧化鎢量子點材料的電致化學(xué)發(fā)光輻射信號由以下方法采集:將玻碳電極用Al2O3粉末拋光至光滑鏡面，再依次放入HNO 3溶液，無水乙醇，去離子水中超聲清洗，N 2吹干，再將氧化鎢量子點材料修飾在處理好的玻碳電極表面，得氧化鎢量子點修飾玻碳電極，采用三電極體系進(jìn)行測試，以氧化鎢量子點修飾玻碳電極為工作電極，鉑絲電極為對電極，Ag/AgCl為參比電極，將光電倍增管高壓設(shè)置為600~800 V，檢測電致化學(xué)發(fā)光輻射信號。
[0008]所述緩沖溶液為磷酸鹽緩沖液或Tris-HCl緩沖溶液，在緩沖溶液所添加的電解質(zhì)為KCl或KNO3,電解質(zhì)濃度為0.01 -1 Mo
[0009]所述共反應(yīng)劑為過硫酸鹽。
[0010]將三電極插入在含有K2S2O8和KCl的PBS溶液中，施加0~ - 2.0 V的掃描電壓，
連續(xù)電化學(xué)掃描12圈電致化學(xué)發(fā)光信號保持不變。
[0011]將三電極插入在含有K2S2O8和KCl的PBS溶液中，施加0~ - 2.0 V的掃描電壓，產(chǎn)生的電致化學(xué)發(fā)光經(jīng)由不同波長的濾光片收集，在500 nm處呈現(xiàn)一個強(qiáng)的發(fā)射峰。
[0012]上述過硫酸鉀濃度為0.01~0.2 M。
[0013]上述過硫酸鉀濃度為0.1 M K2S20s。
[0014]本發(fā)明所述的一種基于氧化鎢量子點材料的電致化學(xué)發(fā)光傳感器的電致化學(xué)發(fā)光輻射方法，包括如下步驟:1)將玻碳電極用Al2O3粉末拋光至光滑鏡面，再依次放入HNO3溶液，無水乙醇，去離子水中超聲清洗，N2吹干；2)再將氧化鎢量子點材料修飾在處理好的玻碳電極表面，得氧化鎢量子點修飾玻碳電極；3)采用三電極體系進(jìn)行測試，以氧化鎢量子點修飾玻碳電極為工作電極，鉑絲電極為對電極，Ag/AgCl為參比電極，將上述三電極插入在含有K2S2O8和KCl的PBS溶液中，施加0~ - 2.0 V的線性掃描電壓，工作電極表面產(chǎn)生電致化學(xué)發(fā)光輻射，記錄電致化學(xué)發(fā)光信號。
[0015]本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案為:
(一)氧化鎢量子點材料的制備
稱取0.03 g硫化鎢(WS2)，加入200 mL 65 °C的二次蒸餾水，于超聲波清洗器(功率為400 W)中超聲15~24小時。經(jīng)孔徑為0.22 Pm的砂芯漏斗過濾，獲得濾餅，再將收集的濾餅重懸于30 mL 二次蒸餾水中。將上述溶液置于聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中，200 °C下加熱12~18小時，然后冷卻至室溫，得到水熱產(chǎn)物。將所得水熱產(chǎn)物經(jīng)孔徑為0.22 Pm的砂芯漏斗過濾，收集濾液，即可得到氧化鎢量子點溶液，經(jīng)懸蒸、乙醇分散，離心(離心機(jī)轉(zhuǎn)速為16000 r/min，時間30 min)、真空干燥(溫度為50°C?60 °C，干燥時間為8 h?12 h)等步驟即可得到氧化鎢量子點固體粉末。
[0016](二)氧化鎢量子點材料修飾電極的制備
將玻碳電極用1.0 μπι、0.3 μπι,Ο.05 μm的Al2O3粉末依次拋光，打磨，至光滑鏡面，再依次放入HNO3溶液(1:1)，無水乙醇，去離子水中超聲清洗3 min，N2吹干。取6 μ L氧化鎢量子點材料溶液滴加在處理好的玻碳電極表面，室溫干燥，即得氧化鎢量子點修飾電極。
[0017](三)氧化鎢量子點電致化學(xué)發(fā)光信號的產(chǎn)生和檢測
采用三電極體系進(jìn)行測試，以甲氧化鎢量子點修飾玻碳電極為工作電極，鉑絲電極為對電極，Ag/AgCl為參比電極，將上述電極插入含有共反應(yīng)劑的緩沖溶液中，施加0~-2.0 V的線性掃描電壓，光電倍增管高壓設(shè)置為600~800 V，檢測工作電極表面產(chǎn)生的電致化學(xué)發(fā)光信號。
[0018](4)將上述電極插入含有共反應(yīng)劑，如:過硫酸鉀或過硫酸氨的緩沖溶液中，施加O~ - 2.0 V的線性掃描電壓，工作電極表面產(chǎn)生電致化學(xué)輻射。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(I)本發(fā)明以氧化鎢量子點為發(fā)光材料，利用其良好的光學(xué)性能，構(gòu)建的傳感器靈敏度尚; (2)本發(fā)明所得到的氧化鎢量子點材料制備簡便環(huán)保，成本低廉，水溶性好，并具有較好的電致化學(xué)發(fā)光性能，在生物傳感領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0020]圖1為裸玻碳電極(a)和氧化鎢量子點材料修飾玻碳電極(b)在含有0.1 M K2S2O8和KCl的0.1 M pH 5.0 PBS溶液中的電致化學(xué)行為圖。
[0021]圖2為裸玻碳電極(a)和氧化鎢量子點材料修飾玻碳電極(b)在含有0.1 MK2S2O8和KCl的0.1 M pH 5.0 PBS溶液中的電化學(xué)循環(huán)伏安行為圖。
[0022]圖3為氧化鎢量子點材料修飾電極連續(xù)循環(huán)伏安掃描12圈所得的電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度圖。
[0023]圖4為氧化鎢量子點的電致化學(xué)發(fā)光光譜圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，本發(fā)明并不限于此。
[0025]實施例1
稱取硫化鎢粉末0.03 g，加入200 mL 二次蒸餾水，于超聲波清洗器(功率為400 W)中超聲15~24小時(優(yōu)選18小時)。經(jīng)孔徑為0.22 Pm的砂芯漏斗過濾，收集濾餅，并將收集的濾餅重懸于30 mL 二次蒸餾水中。將上述溶液置于聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中，2