[发明专利]一种纳米金修饰的二氧化钛纳米纤维酶电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米金修饰的二氧化钛纳米纤维酶电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将碳纸作为基底材料，在所述碳纸上生长具有三维网状结构的TiO₂纳米纤维膜；所述TiO₂纳米纤维膜中TiO₂纳米纤维相互交叉形成无死端的纳米孔道；

(2)将步骤(1)中负载有TiO₂纳米纤维膜的碳纸浸泡在含金离子的混合溶液中5～24小时，然后于100～140℃的温度下水热反应0.5～2小时，反应结束后，用去离子水清洗并干燥，制得纳米金修饰的二氧化钛纳米纤维膜；

(3)以牛血清蛋白-戊二醛为交联剂，采用改进交联法将葡萄糖氧化酶固定于步骤(2)中所述的纳米金修饰的二氧化钛纳米纤维膜表面，即形成所述纳米金修饰的二氧化钛纳米纤维酶电极；

其中，步骤(1)中，所述将碳纸作为基底材料，在所述碳纸上生长TiO₂纳米纤维膜，具体包括以下步骤：

(1.1)取一定尺寸大小的碳纸，清洗、烘干后备用；

(1.2)将钛源与无水乙醇按照体积比为1:4～1:20混合得到混合溶液，然后向所述混合溶液中滴加冰乙酸，所述冰乙酸与所述钛源的体积比为1:50～1:250，室温下搅拌反应得到TiO₂胶体溶液；

(1.3)将步骤(1.1)中烘干备用的碳纸浸渍在步骤(1.2)中的TiO₂胶体溶液中，然后取出烘干，于300～400℃下处理10～30min后冷却至室温，得到吸附TiO₂纳米颗粒的碳纸；

(1.4)将所述吸附TiO₂纳米颗粒的碳纸浸入浓度为8～12mol/L的氢氧化钠溶液中，在170～250℃下反应12～60小时，反应结束后冷却，用去离子水清洗，然后将清洗后的样品浸泡在浓度为0.05～0.5mol/L的盐酸溶液中12～48小时，取出再次用去离子水清洗后干燥，制得负载TiO₂纳米纤维膜的碳纸初产品；

(1.5)将步骤(1.4)中干燥后的初产品置在惰性气体的保护下，以3～10℃/min的升温速率升温至250～300℃，并在250～300℃的温度下恒温煅烧10～15min，然后再以3～10℃/min的升温速率升温至450～600℃，并在450～600℃的温度下恒温煅烧2～5小时，然后控制降温即得所述负载TiO₂纳米纤维膜的碳纸。

2.根据权利要求1所述的一种纳米金修饰的二氧化钛纳米纤维酶电极的制备方法，其特征在于，步骤(1.3)中，将烘干备用的碳纸浸渍在TiO₂胶体溶液中，然后取出干燥，具体包括：

将烘干备用的碳纸浸渍在TiO₂胶体溶液中，超声5～10min，然后取出于60～80℃温度下干燥，得到一次浸渍TiO₂胶体溶液的碳纸；将所述一次浸渍TiO₂胶体溶液的碳纸再次浸渍在TiO₂胶体溶液中1～5min，取出于60～80℃温度下干燥，重复此浸渍-干燥过程得到TiO₂吸附量为5～15mg/cm²的碳纸。

3.根据权利要求1所述的一种纳米金修饰的二氧化钛纳米纤维酶电极的制备方法，其特征在于，所述钛源为钛酸丁酯、钛酸乙酯、钛酸异丙酯、四氯化钛中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米金修饰的二氧化钛纳米纤维酶电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含金离子的混合溶液的制备过程如下：

将甲醇和浓度为20～25mmol/L的氯金酸溶液混合于去离子水中得到混合溶液，所述甲醇:氯金酸溶液:去离子水的体积比为1:0.3～1.2:20～30，然后向所述混合溶液中滴加浓度为0.01～0.1mol/L的氢氧化钠溶液至混合溶液的pH值为4.5～6.0，即得所述含金离子的混合溶液。