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专利号: 2021100646004
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,在惰性气体环境下,在钽丝上磁控溅射制备SnO2膜;

步骤2,将步骤1所得钽丝浸入浓度0.01~100mΜ的四氯金酸酒精溶液1~2h,烘干;

步骤3,在惰性气体、氢气和甲烷的混合气氛下,将步骤2所得钽丝进行直流电弧等离子体化学气相沉积1~9min,得到核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极,其中,直流电弧等离子体化学气相沉积时磁场电压设置为5.8‑6.2V,电弧电流为80‑100A,电弧功率为6000‑6500W,温度为800‑1100℃,按体积份数计,直流电弧等离子体化学气相沉积设备的样品腔内惰性气体、氢气和甲烷的比为(10~20):(15~25):(1~3)。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,所述钽丝在磁控溅射前用100~200目砂纸打磨,用于去除钽丝表面的氧化物及杂质,再先后依次在超纯水、无水乙醇、超纯水中各超声清洗5~10min,室温下干燥;

在所述步骤1中,所述钽丝的长度为6~8cm,直径为0.6~0.8mm;

在所述步骤1中,磁控溅射时钽丝所在腔室内的压强为1~2Pa;

在所述步骤1中,所述磁控溅射的时间为10~30min,所述磁控溅射的功率为110~

130W。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤2中,所述烘干的温度为60~80℃,所述烘干的时间为3~5min。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述惰性气体为氩气。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤3中,进行直流电弧等离子体化学气相沉积前,先将样品腔抽真空至50~100Pa,再向所述样品腔内通入惰性气体和氢气,以使所述样品腔内压强为3200~3300Pa,稳定5~10min,以0.15~0.25L/min的速度向所述样品腔内通入所述甲烷,进行直流等离子体化学气相沉积。

6.如权利要求1~5中任意一项所述制备方法获得的核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极。

7.如权利要求6所述核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极作为植物传感器在检测植物激素中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极检测植物激素的使用方法,包括以下步骤:

1)建立三电极体系,其中,所述三电极体系的工作电极为所述核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极,将所述三电极体系与电化学工作站电连接,准备多个含有不同浓度植物激素的标准溶液,用所述三电极体系检测每个所述标准溶液得到该标准溶液的时间‑电流曲线,通过时间‑电流曲线获得每个标准溶液的平均电流值,建立植物激素的浓度和该植物激素的浓度下平均电流值的坐标系,将全部标准溶液的平均电流值和浓度代入坐标系,形成标准曲线;

2)将标准曲线拟合成直线获得该直线的线性回归方程,获得待测物体的时间‑电流曲线并通过该时间‑电流曲线获得平均电流值,将待测物体的平均电流值代入线性回归方程,得到待测物体的植物激素的浓度。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,在所述步骤1)中,所述标准溶液为PBS和植物激素的混合物,所述PBS的pH为6~8;

在所述步骤1)中,所述标准溶液中植物激素的浓度为0~0.5mM,所述标准溶液的个数至少为20个;

在所述步骤1)中,在植物激素的浓度为0.1~5μM之间至少有5个标准溶液;在植物激素的浓度为5~70μM之间至少有5个标准溶液;在植物激素的浓度为70~250μM之间至少有5个标准溶液;在植物激素的浓度为250~500μM之间至少有5个标准溶液;

在所述步骤1)中,每个时间‑电流曲线的测试时间为30~70s,所述平均电流值为时间‑电流曲线开始检测第5~15s后且距离检测结束5~15s内的电流平均值;

在所述步骤1)中,所述核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极的数量为1个,所述三电极体系的参比电极为直径0.5~0.6mm的钛丝或银/氯化银电极,所述三电极体系的对电极为直径

0.5~0.6mm的铂丝。

10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,在所述步骤1)中,所述标准溶液为PBS和植物激素的混合物,所述PBS的pH为6~8;

在所述步骤1)中,所述标准溶液中植物激素的浓度为0~0.5mM,所述标准溶液的个数至少为20个;

在所述步骤1)中,在植物激素的浓度为0.1~5μM之间至少有5个标准溶液;在植物激素的浓度为5~70μM之间至少有5个标准溶液;在植物激素的浓度为70~250μM之间至少有5个标准溶液;在植物激素的浓度为250~500μM之间至少有5个标准溶液;

在所述步骤1)中,每个时间‑电流曲线的测试时间为30~70s,所述平均电流值为时间‑电流曲线开始检测第5~15s后且距离检测结束5~15s内的电流平均值;

在所述步骤1)中,所述核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极的数量为3个,所述三电极体系的参比电极为直径0.5~0.6mm的钛丝或银/氯化银电极,所述三电极体系的对电极为直径

0.5~0.6mm的铂丝,3个所述核壳Au@SnO2/垂直石墨烯微电极沿三角形的阵列结构排布且顶端分别与一根环形铜线连接,所述环形铜线与所述电化学工作站电连接。