CN102539491A - 一种Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器,其包括硅衬底材料、基底SiNWs阵列材料层、金属Pd-Ni纳米颗粒镀层、铜导线和环氧树脂保护层;所述基底SiNWs阵列材料是生长在硅衬底材料上,金属Pd-Ni纳米颗粒镀层设置在基底SiNWs阵列材料层上,铜导线设置在金属Pd-Ni纳米颗粒镀层上,环氧树脂保护层包裹在铜导线和金属Pd-Ni纳米颗粒镀层接触部分。本发明还公开Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器的制备方法及应用。本发明结构体积小、表面积大、活性高,具有高灵敏度和抗干扰性,具有广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及葡萄糖检测技术领域,具体涉及一种Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器及其制备方法和应用。
背景技术
葡萄糖的探测技术是一种与人类生活密切相关的探测技术,在生物技术、临床医学和食品分析等方面都具有广泛应用。传统的葡萄糖传感器大多是采用氧化酶电极作为识别及信号转换器件。然而,由于酶的活性容易受到时间、温度、pH值、湿度以及化合物的毒化作用的影响,使得此类葡萄糖传感器的发展受到限制。因此人们开始研究无酶结构的葡萄糖传感器。此类传感器稳定性好、制作工艺简单、重复性高并且成本低廉,更为可贵的是它不易受溶液中氧浓度的影响。以上的优点使得无酶结构的电化学葡萄糖传感器的研究得到了广泛关注。无酶结构的电化学葡萄糖传感器的制作关键是电极材料的制备。目前电极材料主要集中在金属、金属的合金化合物以及金属氧化物等材料。例如Pt电极、Pt-Pb合金以及CuO电极等。然而,这些电极材料的表面容易受到抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)以及四乙基环己烷(AP)等干扰物的毒化;此外,还容易被检测溶液所腐蚀,影响了该传感器的进一步的发展。因此,发展一种高选择性、高灵敏度且不受干扰物影响的电化学葡萄糖传感器的电极材料显得尤为迫切。
近年来,碳纳米管(CNTs)、过度金属纳米颗粒(NPs)以及纳米线(NWs)等纳米材料因其尺度小、比表面积大以及化学稳定性等特点得到了广泛的研究,并在光、电、磁及生物化学传感器方面得到了越来越广泛的应用。关于金属修饰碳纳米管、金属修饰碳纳米带等作为葡萄糖传感器都有所报道,然而,此类传感器无法同集成电路相兼容,而硅纳米材料可以同集成电路工艺很好的兼容。尽管有文献报道用Au、Mg修饰硅纳米线(SiNWs)作为葡萄糖的探测材料,而通过无电共沉积技术在硅纳米线表面修饰钯镍制作高灵敏度、高选择性且不受干扰物影响的葡萄糖传感器还鲜有专利文献报道。
本发明克服现有技术的以上缺陷,提供了一种Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器及其制备方法和应用,具有高灵敏度、高选择性、抗干扰性好。以硅材料为基础,制备工艺简单,同集成电路工艺可以兼容。在无酶葡萄糖制作领域具有潜在优势。
发明内容
本发明提供一种Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器,包括硅衬底材料、基底SiNWs阵列材料层、金属Pd-Ni纳米颗粒镀层、铜导线及环氧树脂保护层。所述基底SiNWs阵列材料是生长在硅衬底材料上,金属Pd-Ni纳米颗粒镀层设置在基底SiNWs阵列材料层上,所述铜导线设置在金属Pd-Ni纳米颗粒镀层上,环氧树脂保护层包裹在铜导线和金属Pd-Ni纳米颗粒镀层接触部分。
本发明还提供一种Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:以硅片作为生长SiNWs阵列的硅衬底材料,采用化学湿法刻蚀生长制得基底SiNWs阵列材料层。其中,硅片为P-双面抛光硅;采用标准RCA工艺清洗硅片后,用硝酸银溶液和氢氟酸溶液混合作为SiNWs的刻蚀溶液,室温下刻蚀40~60min,得到的SiNWs阵列中硅纳米线的长度为50~100 μΜ。
步骤二:在所述基底SiNWs阵列材料层上设置金属Pd-Ni纳米颗粒镀层,采用无电电镀技术修饰金属Pd-Ni纳米颗粒镀层,制得Pd-Ni/SiNWs阵列材料。具体是指将步骤一得到的SiNWs阵列材料置于0.001~0.003mg/L的十二烷基苯磺酸钠溶液中浸泡40s~60s;再置于pH值为8.5~9.5的无电镀液中,在80~85℃温度下,无电电镀15~30min。其中,所述无电镀液的组成为:PdCl2 100~200mg/L,NiSO4 1~2mol/L,硫酸铵 0.5~1.5 mol/L,次亚磷酸钠1~2 mol/L,柠檬酸钠0.2~0.5 mol/L,丁二酸钠0.2~0.5 mol/L。
步骤三:将所述Pd-Ni/SiNWs阵列材料在氮气(N2)气氛保护下进行快速热退火处理5min~10min,退火温度为300~400℃;
步骤四:将铜导线用银浆粘接在Pd-Ni/SiNWs阵列材料表面并与金属Pd-Ni纳米颗粒镀层连接制成Pd-Ni/SiNWs阵列电极,置于干燥箱中于50~80℃温度下烘干1~2小时;
步骤五:将所述铜导线与金属Pd-Ni纳米颗粒镀层连接处的银浆用环氧树脂包裹,并于50~100℃烘箱中烘干8~12小时,制备得到所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器。本发明中所用的硅片为P-双面抛光硅,即P-双面抛光(100)硅。其中,所述步骤一中采用标准RCA工艺清洗硅片后,用20 mM~35 mM硝酸银溶液和质量百分含量为10%~20%氢氟酸溶液混合作为SiNWs的刻蚀溶液,室温下刻蚀40~60min,得到SiNWs阵列中硅纳米线的长度为50~100 μM。
本发明还提供一种Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器在检测葡萄糖含量中的应用,是以Pd-Ni/SiNWs阵列材料作为碱性环境下葡萄糖氧化的催化剂,利用氧化产生的电流来检测葡萄糖的含量。
本发明采用微电子加工技术,以硅基为基础,制备出具有高的比表面积的SiNWs阵列,作为本发明Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器的检测电极载体材料,在其上无电镀Pd、Ni纳米颗粒,制备得到Pd-Ni/SiNWs阵列。这种Pd-Ni/SiNWs阵列对碱性溶液中的葡萄糖进行催化氧化,产生电流。属于电流型葡萄糖传感器,可用于检测碱性环境下的葡萄糖浓度的变化。
本发明采用湿化学刻蚀生长SiNWs阵列材料,无电镀方法在硅纳米线表面沉积Pd、Ni纳米颗粒。由于SiNWs阵列巨大的比表面积,表面存在大量不饱和的化学键,使得其表面活性相对于体硅大大增强。表面沉积Pd、Ni纳米颗粒后,表面活性进一步增强。以SiNWs作为Pd、Ni金属的载体,可用于制备Pd-Ni/SiNWs阵列葡萄糖传感器。
另一方面,经快速热退火(RTA)工艺处理后形成稳定Pd-Ni、Ni-Si、Pd-Si合金结构,可以耐酸碱腐蚀,使得Pd-Ni/SiNWs结构更加稳定。同时,Pd-Ni金属层可以作为电极的电子的收集层。此外,用环氧树脂保护铜导线与金属镀层接触部分,使得电极引线接触部分不受溶液腐蚀,延长了电极的使用寿命。
本发明的优点在于:采用湿化学方法制备载体材料SiNWs阵列,制备工艺简单,操作方便,成本低,并且同集成电路具有很好的兼容性。采用无电镀技术在硅SiNWs表面沉积Pd-Ni,沉积的金属颗粒分布均匀、颗粒大小在几十纳米左右。该电镀工艺技术成熟、操作简单,镀层均匀。可通过调节环境温度和电镀时间来控制镀层形貌和厚度。采用快速热退火(RTA)工艺对Pd-Ni/SiNWs结构进行处理,Pd-Ni/SiNWs阵列更加稳定。SiNWs结构具有巨大的比表面积,葡萄糖溶液可以充分同纳米颗粒催化剂接触,增大了探测灵敏度。
本发明是国内外首次提出的Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器及其制备方法和应用,利用Pd-Ni/SiNWs阵列作为葡萄糖探测材料,操作方法简单,成本低廉、传感性能优良、具有新颖性和创造性。
本发明创新提出的用Pd-Ni修饰的SiNWs阵列材料制备电化学葡萄糖传感器的制作方法,弥补本技术领域的空白。本发明具有工艺操作简单、成本低廉、并且同集成电路相兼容等优点。本发明创新的Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器,对于葡萄糖具有高的灵敏度和良好的选择性。
本发明采用无电湿化学刻蚀方法制备SiNWs材料,采用无电电镀技术修饰金属Pd-Ni纳米颗粒镀层,制得Pd-Ni/SiNWs阵列材料,制备得到Pd-Ni/SiNWs阵列经快速热退火工艺(RTA)处理,制作电化学葡萄糖传感器。本发明制备的Pd-Ni/SiNWs阵列葡萄糖传感器基底SiNWs结构体积小、表面积大、活性高,适合于制备各类微型传感器,同时制备工艺操作同集成电路兼容、操作简单、成本低、适合大批量生产,并且本发明制备方法适用于大部分的基底材料的化学无电镀修饰,具有广泛的适用性。本发明葡萄糖传感具有很高的灵敏度和抗干扰性。
附图说明
图1为SiNWs的SEM照片的顶视图;
图2为SiNWs的SEM照片的侧面图;
图3为Pd-Ni/SiNWs的SEM照片的顶视图;
图4为Pd-Ni/SiNWs的SEM照片的局部放大图;
图5为Pd-Ni/SiNWs的SEM照片的剖面图;
图6为SiNWs和金属修饰后Pd-Ni/SiNWs的XRD图谱;
图7为Pd-Ni/SiNWs催化电极在含有10mM的葡萄糖和无葡萄糖添加的0.1MKOH溶液中的循环伏安测试曲线;
图8为Pd-Ni/SiNWs阵列电极在连续添加葡萄糖(浓度0~15mM)的0.1MKOH溶液中的循环伏安测试曲线;
图9为提取正向氧化峰电流值与葡萄糖浓度的关系曲线;
图10为本发明传感器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步详细阐述本发明。但本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。
如图10所示,Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器,包括硅衬底材料1,基底SiNWs阵列材料层2,金属Pd-Ni纳米颗粒镀层3,银浆层4,环氧树脂保护层5,铜导线6。基底SiNWs阵列材料层2设置在硅衬底材料1上,金属Pd-Ni纳米颗粒镀层3设置在基底SiNWs阵列材料层2上,Pd-Ni/SiNWs阵列铜导线6通过导电银浆层4粘在金属PdNi纳米颗粒镀层3上,并用环氧树脂层5保护银浆层。
本实施例Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器的制备方法,具体步骤包括:
步骤一:以硅衬底材料1作为生长SiNWs阵列的硅衬底材料,采用化学湿法刻蚀生长制得基底SiNWs阵列材料层2;
步骤二:在所述基底SiNWs阵列材料层2上,设置金属Pd-Ni纳米颗粒镀层3,采用无电电镀技术修饰金属Pd-Ni纳米颗粒镀层3,制得Pd-Ni/SiNWs阵列材料;
步骤三:将步骤二中制得的Pd-Ni/SiNWs阵列材料在氮气气氛保护下进行快速热退火处理;
步骤四:将铜导线6用银浆粘接在Pd-Ni/SiNWs阵列材料表面并与金属Pd-Ni纳米颗粒镀层3连接制成Pd-Ni/SiNWs阵列电极,置于干燥箱中烘干;
步骤五:将所述铜导线6与金属Pd-Ni纳米颗粒镀层3连接处的银浆层4用环氧树脂保护层5包裹,制备得到所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器。
实施例1
1、化学湿法刻蚀制备硅纳米线(SiNWs)材料
(1) 选用P型(100)晶向(电阻率:1~10 )双面抛光硅片,切割成0.5×0.5cm样片,经标准RCA工艺清洗后,放入由35mM/L的硝酸银(AgNO3)和质量百分含量为20%氢氟酸HF组成的混合刻蚀液中,进行SiNWs的生长,刻蚀时间约40min。
(2) 用质量百分含量为65%的硝酸溶液洗去经刻蚀的SiNWs表面残留的银粒子,用大量去离子水清洗SiNWs表面,至于80℃的烘箱中烘干。所制备的SiNWs的表面形貌如图1和2所示,图1所示为SiNWs的SEM顶视图;图2所示为SiNWs的SEM剖面图。SiNWs的直径大约200nm,长度约50~60μm。
2、无电镀技术在硅纳米线表面修饰金属Pd-Ni,制作Pd-Ni/SiNWs阵列电极
(1) 将制备的SiNWs材料放入10mg/L的十二烷基苯磺酸钠溶液中预处理40s,增强硅纳米线表面活性。再放入采用氨水调节pH值为9的无电镀液中,在82℃的水浴环境中保持电镀反应30min。上述的无电镀液的组成为:PdCl2 200mg/L、NiSO4·6H2O 1mol/L、缓冲剂(NH4)2SO4硫酸铵0.5mol/L、十二烷基硫酸钠0.001mol/L、还原剂次亚磷酸钠2 mol/L、柠檬酸钠0.5mol/L。
(2) 用大量80℃的去离子水清洗经电镀后的SiNWs阵列材料表面,并放入100℃烘箱中烘干。
(3) 将经无电电镀技术修饰的SiNWs阵列材料在氮气的保护下进行快速热退火(RTA)处理,退火温度350℃,时间5min,制备得到Pd-Ni/SiNWs阵列。图2是Pd-Ni/SiNWs阵列的顶视图,图4是Pd-Ni/SiNWs阵列顶视图局部放大图,图5是Pd-Ni/SiNWs阵列的剖面图。由图5可见,SiNWs表面被大量Pd、Ni晶粒均匀包覆。图6是Pd、Ni修饰的SiNWs和未修饰金属的SiNWs的表面XRD图谱。未经修饰的SiNWs只有明显Si(004)特征峰,经Pd、Ni修饰后的Pd-Ni/SiNWs出现了Pd(111)、Ni(111),以及Pd-Ni(111)合金的特征峰。由于Pd的含量相对较少,所以Pd-Ni(111)特征峰向小角度偏移不大。
3、 Pd-Ni/SiNWs阵列电极循环伏安测试
用导电银浆将细铜丝粘合在Pd-Ni/SiNWs阵列表面,并用环氧树脂保护连接处,于60℃烘箱中烘干12h。制作Pd-Ni/SiNWs阵列电极,作为电化学测试的工作电极。
采用电化学工作站LK3200A进行循环伏安测试,采用三电极体系,制备的Pd-Ni/SiNWs阵列电极作为工作电极,Pt电极作为对电极,Ag/AgCl作为参比电极,电压扫描范围-0.65~0.4V,扫描背景溶液为100ml 0.1MKOH溶液。
图7是Pd-Ni/SiNWs阵列电极在含有10mM的葡萄糖和不含葡萄糖的0.1MKOH溶液中扫描的循环伏安曲线(CV),扫描速度20mV/S。加入葡萄糖后,CV扫描出现了两个明显的氧化峰,分别出现在正向和反向扫描过程中。正向扫描过程中的氧化峰的出现表明葡萄糖的氧化,反向扫描过程中的氧化电流峰是葡萄糖氧化后中间产物的再次氧化以及葡萄糖的氧化共同形成的电流峰。
图8是加入不同浓度的葡萄糖后,Pd-Ni/SiNWs阵列电极在0.1MKOH溶液中的扫描曲线。葡萄糖浓度的变化范围从2.5mM~15 mM。可见,随着葡萄糖含量的增加,氧化电流峰值呈线性增张。图9是提取正向氧化峰电流值与葡萄糖浓度的关系曲线。
实施例2
与实施例1相同的部分不再赘述。
1. 化学湿法刻蚀制备硅纳米线(SiNWs)材料
(1)选用P型(100)晶向(电阻率:1-10 )双面抛光硅片,切割成0.5cm×0.5cm样片,经标准RCA工艺清洗后,放入由30mM/L的硝酸银AgNO3和质量百分含量为20%氢氟酸HF组成的混合刻蚀液中,进行硅纳米线的生长,刻蚀时间50min。
(2)用质量百分含量为30%的硝酸溶液洗去经刻蚀的SiNWs表面残留的银颗粒,并用大量去离子水清洗SiNWs表面,之后置于80℃的烘箱中烘干。所制备的SiNWs直径约150nm,长度70μm~90μm。
2. 无电镀技术在硅纳米线表面修饰金属钯镍,制作Pd-Ni/SiNWs阵列电极
将制备的硅纳米线SiNWs材料放入20mg/L的十二烷基苯磺酸钠溶液中预处理60s,增强硅纳米线表面活性。再放入采用氨水调节pH=9的无电镀液中,在78℃的水浴环境中反应20min。上述的无电镀液的组成包含:PdCl2 150mg/L、NiSO4·6H2O 1.5 mol/L、缓冲剂(NH4)2SO4硫酸铵0.5mol/L、十二烷基硫酸钠0.001mol/L、还原剂次亚磷酸钠2 mol/L、柠檬酸钠0.2mol/L。
用大量80℃的去离子水清洗经电镀后的SiNWs表面,并放入100℃烘箱中烘干。将经Pd-Ni修饰的SiNWs在氮气的保护下进行快速热退火(RTA)处理,退火温度400℃,时间300s。
制备的Pd-Ni/SiNWs的表面形貌同实施例1类似,颗粒覆盖度较实施例1变小。
在电化学测试参数同实施例1相同情况下,Pd-Ni/SiNWs电极对于葡萄糖氧化的催化性能相对于实施例1有所下降。探测灵敏度变为实施例1的93%。
实施例3
与实施例1和2相同的部分不再赘述。
1. 化学湿法刻蚀制备硅纳米线(SiNWs)材料
(1)选用P型(100)晶向(电阻率:1-10 )双面抛光硅片,切割成0.5cm×0.5cm样片,经标准RCA工艺清洗后,放入由25mM/L的硝酸银AgNO3和质量百分含量为20%氢氟酸HF组成的混合刻蚀液中,进行硅纳米线的生长,刻蚀时间50min。
(2)用质量百分含量为20%的硝酸溶液洗去经刻蚀的SiNWs表面残留的银颗粒,并用大量去离子水清洗SiNWs表面,之后至于80℃的烘箱中烘干。所制备的SiNWs直径约150nm,长度90μm~100μm。
3. 无电镀技术在硅纳米线表面修饰金属钯镍,制作Pd-Ni/SiNWs阵列电极
将制备的硅纳米线SiNWs材料放入20mg/L的十二烷基苯磺酸钠溶液中预处理60s,增强硅纳米线表面活性。再放入采用氨水调节pH=9的无电镀液中,在84℃的水浴环境中反应15min。上述的无电镀液的组成包含:PdCl2 200mg/L、NiSO4·6H2O 1.0 mol/L、缓冲剂(NH4)2SO4硫酸铵0.5mol/L、十二烷基硫酸钠0.001mol/L、还原剂次亚磷酸钠1 mol/L、柠檬酸钠0.5mol/L。
用大量80℃的去离子水清洗经电镀后的SiNWs表面,并放入100℃烘箱中烘干。将经无电电镀技术修饰的SiNWs在氮气的保护下进行快速热退火(RTA)处理,退火温度450℃,时间300s。
制备的Pd-Ni/SiNWs阵列表面形貌同实施例1类似,钯镍颗粒覆盖度较实施例1变小。
在电化学测试参数同实施例1相同情况下,Pd-Ni/SiNWs电极对于葡萄糖氧化的催化性能相对于实施例1有所下降。探测灵敏度变为实施例1的85%。
上述实施例中,快速热退火处理时间为5min~10min,退火温度为300-400℃;干燥箱的温度为50~80℃,烘干时间为1~2小时。烘箱温度为50~100℃,烘干时间为8~12小时。硅片室温下刻蚀时间为40~60min,基底SiNWs阵列材料2中硅纳米线的长度在50~100 μM。基底SiNWs阵列材料2浸泡时间为40s~60s小时;无电镀液的pH值为8.5~9.5,电镀温度为80~85℃,无电电镀时间为15~30min。无电镀液的组成为:PdCl2 100~200mg/L,NiSO4 1~2mol/L,硫酸铵 0.5~1.5mol/L,次亚磷酸钠1~2mol/L,柠檬酸钠0.2~0.5mol/L,丁二酸钠0.2~0.5mol/L。
实施例4
下表是本发明同现有技术主要参数对比。从表格可以看出,同现有技术对比,本发明具有以下优点:葡萄糖探测灵敏度很高,单位浓度探测电流达到毫安级,且探测极限小。且本发明制备工艺简单,相对于贵金属Pt材料传感器,制作成本大大降低,具有广泛适用性。
工作电极 | 检测技术 | 灵敏度 | 检测极限(μM) | 文献 |
Pd-Ni/SiNWs | 循环伏安 | 1.6 mA·mM-1cm-2 | 0.4 | 本发明 |
Pt-Ir/Ti | 恒电位计时电流 | 93.7μA·mM?1cm-2 | -- | 现有技术 |
Pt-PbNPs/MWCNTs | 恒电位计时电流 | 17.8μA·mM?1cm-2 | 1.8 | 现有技术 |
Pt-Pb/Ti | 恒电位计时电流 | 10.8μA·mM?1cm-2 | -- | 现有技术 |
Pt-NTAE/AAM | 恒电位计时电流 | 0.1μA·mM?1cm-2 | 1 | 现有技术 |
Claims (7)
1.一种Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器,其特征在于,包括硅衬底材料、基底SiNWs阵列材料层、金属Pd-Ni纳米颗粒镀层、铜导线及环氧树脂保护层;所述基底SiNWs阵列材料是生长在硅衬底材料上,所述金属Pd-Ni纳米颗粒镀层设置在基底SiNWs阵列材料层上,所述铜导线设置在金属Pd-Ni纳米颗粒镀层上,环氧树脂保护层包裹在铜导线和金属Pd-Ni纳米颗粒镀层的接触部分。
2.如权利要求1所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:以硅片作为生长SiNWs阵列的硅衬底材料,采用化学湿法刻蚀生长制得基底SiNWs阵列材料层;
步骤二:在所述基底SiNWs阵列材料层上设置金属Pd-Ni纳米颗粒镀层,采用无电电镀技术修饰金属Pd-Ni纳米颗粒镀层,制得Pd-Ni/SiNWs阵列材料;
步骤三:将所述Pd-Ni/SiNWs阵列材料在氮气气氛保护下进行快速热退火处理5min~10min,退火温度为300~400℃;
步骤四:将铜导线用银浆粘接在Pd-Ni/SiNWs阵列材料表面并与金属Pd-Ni纳米颗粒镀层连接制成Pd-Ni/SiNWs阵列电极,置于干燥箱中于50~80℃温度下烘干1~2小时;
步骤五:将所述铜导线与金属Pd-Ni纳米颗粒镀层连接处的银浆用环氧树脂包裹,并于50~100℃烘箱中烘干8~12小时,制备得到所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器。
3.如权利要求2所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器的制备方法,其特征在于所述步骤一中,所述硅片为P-双面抛光硅;采用标准RCA工艺清洗硅片后,用硝酸银溶液和氢氟酸溶液混合作为SiNWs的刻蚀溶液,室温下刻蚀40~60min,得到的SiNWs阵列中硅纳米线的长度为50~100 μΜ。
4.如权利要求2所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器的制备方法,其特征在于,所述步骤二进一步包括:将所述SiNWs阵列材料置于0.001~0.003mol/L十二烷基苯磺酸钠溶液中浸泡40s~60s;再置于pH值为8.5~9.5的无电镀液中,在80~85℃温度下,无电电镀15~30min。
5.如权利要求4所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器的制备方法,其特征在于,所述无电镀液的组成为:PdCl2 100~200mg/L,NiSO4 1~2mol/L,硫酸铵 0.5~1.5mol/L,次亚磷酸钠1~2mol/L,柠檬酸钠0.2~0.5mol/L,丁二酸钠0.2~0.5mol/L。
6.如权利要求1所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器其特征在于银浆粘接铜导线和金属Pd-Ni纳米颗粒镀层的接触部分用环氧树脂包裹。
7.如权利要求1所述Pd-Ni/SiNWs阵列电极葡萄糖传感器在检测葡萄糖含量中的应用。
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---|---|---|---|---|
CN102809634A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-12-05 | 济南大学 | 一种基于钯杂化四氧化三铁纳米材料构建的气敏传感器 |
CN104267079A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-01-07 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于氢氧化镍改性电极的电化学传感器 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3907584B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2007-04-18 | 日機装株式会社 | 糖検出電極装置 |
CN101718738A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-06-02 | 北京化工大学 | NiAl-层状双金属氢氧化物/碳纳米管复合物电极及其制备方法和应用 |
-
2010
- 2010-12-17 CN CN2010105940477A patent/CN102539491A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3907584B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2007-04-18 | 日機装株式会社 | 糖検出電極装置 |
CN101718738A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-06-02 | 北京化工大学 | NiAl-层状双金属氢氧化物/碳纳米管复合物电极及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
《Sensors and Actuators B:Chemical》 20091231 Fengjuan Miao et al Amperometric glucose sensor based on 3D ordered nickel-palladium,nanomaterial supported by silicon MCP array 338-342 1-7 第141卷, * |
FENGJUAN MIAO ET AL: "Amperometric glucose sensor based on 3D ordered nickel–palladium,nanomaterial supported by silicon MCP array", 《SENSORS AND ACTUATORS B:CHEMICAL》 * |
陶佰睿: "镍/硅纳米线复合材料制备及应用研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102809634A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-12-05 | 济南大学 | 一种基于钯杂化四氧化三铁纳米材料构建的气敏传感器 |
CN104267079A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-01-07 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于氢氧化镍改性电极的电化学传感器 |
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