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原文传递一种锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器及其制备方法和应用

专利名称：	一种锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器及其制备方法和应用
摘要：	本发明属于电化学检测分析技术领域，具体涉及一种锌‑空电池辅助增强的自供能电化学传感器及其制备方法和应用。通过水热法在FTO上生长一层WO3薄膜，将锌片作为阳极，WO3薄膜作为阴极，然后在电极上修饰微囊藻毒‑RR(MC‑RR)适配体，构建电化学自供能传感器，将锌空气电池结合到自供能传感器中，输出电压可得到明显提高。本发明拓宽了WO3薄膜在锌空气电池方面的应用，且所制备的传感器具有具有较宽的检测范围，拥有较高的灵敏度以及较低的检出限，对于MC‑RR的检测具有重要的意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	常州大学
发明人：	蒋鼎;汪千俊;杜晓娇;单学凌;王文昌;陈智栋
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-21T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311051225.5
公开号：	CN117129536A
代理机构：	常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	承南
分类号：	G01N27/26;G01N27/30;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/26;G01N27/30
申请人地址：	213164 江苏省常州市武进区湖塘镇滆湖中路21号
主权项：	1.一种锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器，其特征在于，包括以WO3薄膜为基底材料与特异性识别元件适配体共同修饰在氟掺杂氧化锡导电玻璃导电面制得的apta/WO3/FTO为阴极，Zn片为阳极，和单室石英电解池组装成的自供能传感器。 2.一种如权利要求1所述的锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤： (1)WO3晶种层的制备：在搅拌下，将浓盐酸逐滴加入到钨酸钠溶液中，生成淡黄色沉淀；离心收集沉淀，洗涤至中性；将产物溶于H2O2中得到透明溶胶；将透明溶胶旋涂到清洗好的FTO导电玻璃上，70℃干燥3min后，以2℃/min的升温速率升温到400℃并保温1h，自然冷却后取出，得到含有WO3晶种层的FTO导电玻璃； (2)WO3薄膜的制备：在搅拌下，将浓盐酸加入到钨酸钠溶液中，生成淡黄色沉淀；离心收集沉淀，洗涤至中性；将产物用过氧化氢溶解后去离子水稀释得到钨酸溶液；将钨酸溶液、乙二醇、盐酸、去离子水按体积比3:9:1:3混合均匀得混合溶液；将步骤(1)得到的含有WO3晶种层的FTO导电玻璃的WO3晶种层向下浸入到混合液中，在120℃的烘箱中保温2h，自然冷却到室温，将FTO导电玻璃取出，依次用去离子水和无水乙醇清洗，在室温下自然晾干，即得WO3/FTO； (3)锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的制备：将MC-RR适配体溶液滴涂于WO3/FTO表面，室温干燥，即为apta/WO3/FTO；将apta/WO3/FTO作为阴极，Zn片作为阳极，和单室石英电解池组装成自供能传感器。 3.根据权利要求2所述的锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，钨酸钠溶液的摩尔浓度为0.2～0.3mol/L，浓盐酸的摩尔浓度为12mol/L，钨酸钠与浓盐酸的摩尔比为1:9～10；透明溶胶中钨酸的摩尔浓度为0.6mol/L；透明溶胶的旋涂量为200μL/cm2。 4.根据权利要求2所述的锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，钨酸钠溶液的摩尔浓度为0.2～0.3mol/L，浓盐酸的摩尔浓度为12mol/L，钨酸钠与浓盐酸的摩尔比为1:9～10；钨酸溶液的摩尔浓度为0.1mol/L；盐酸的摩尔浓度为3mol/L。 5.根据权利要求2所述的锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，MC-RR适配体溶液的摩尔浓度为1～3μmol/L；MC-RR适配体溶液的涂滴量为20μL/cm2。 6.根据权利要求2所述的锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的制备方法，其特征在于，MC-RR适配体的核苷酸序列为：5’-CAG CTCAGAAGC TTG ATC CTA CTG CCC TTC AATGTT CAC TCC TGT TTC CTG ATC TTT GTC GAC TCGAAG TCG TGCATC TG-3’。 7.一种如权利要求1～6任一项所述方法制备的锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的应用，其特征在于，所述锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器在检测MC-RR中的应用。 8.根据权利要求7所述的锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的应用，其特征在于，以PBS缓冲溶液作为电解质，在0V的测试电位下测试检测液与适配体结合前后的电功率密度强度，根据标准曲线法计算检测液中MC-RR的浓度。 9.根据权利要求8所述的锌-空电池辅助增强的自供能电化学传感器的应用，其特征在于，PBS缓冲溶液的摩尔浓度为0.1mol/L，pH为5～7；检测液与适配体的结合时间为10～50min。
所属类别：	发明专利