新材料及其应用

本发明公开了一种氮掺杂多孔石墨烯负载铜氧化物电极材料及其制备方法和应用。该电极材料的制备方法包括以下步骤：将氧化石墨烯、含氮前驱体和活化剂均匀分散至水中，烘干水分后煅烧，最后经洗涤、干燥得到氮掺杂多孔石墨烯；将氮掺杂多孔石墨烯、铜源和沉淀剂均匀分散至第一溶剂中，随后进行水热反应，最后经洗涤、干燥得到氮掺杂多孔石墨烯负载铜氧化物电极材料。本发明通过利用氮掺杂多孔石墨烯负载铜氧化物电极材料构筑无酶葡萄糖电化学传感器，具有极低的检测限、极高的灵敏度、较宽的线性范围以及优异的抗干扰性；本发明的电极材料采用先高温煅烧再水热两步制备，其制备成本低，化学性能优良，操作简单，且对环境友好。

糖尿病是由人体血糖水平持续高于正常水平而引发的一种慢性疾病，持续性的血糖异常会引发中风、肾衰竭等并发症。因此，准确检测血糖水平是诊断和预测糖尿病患者最简单的手段。基于各种类型的传感器，如光学、声学、热、磁和电化学，开发了许多葡萄糖传感器。电化学传感器因其低成本、高效率、快速响应和易用性而受到越来越多的关注。最早的葡萄糖传感器是利用酶的高效性和专一性达到检测目的，但是酶对温度、pH等环境条件要求苛刻，稳定性差，且易失活。为了克服上述的缺点，人们致力于研究具有电催化活性的无酶葡萄糖传感器。

铜氧化物作为过渡金属氧化物的一种，由于其低成本、高比表面积和优异的电化学活性，被广泛应用于生物传感和电池。然而，单一的过渡金属氧化物容易团聚且导电性差，会影响生物传感器的性能。为了减少金属氧化物的团聚现象、提高生物传感器的电催化性能，将铜氧化物纳米粒子锚定在导电载体上(比如：碳纳米材料)是一种有效的策略。与其他碳纳米材料相比，石墨烯具有独特的二维平面结构，这使得它们具有更大的可用表面积来锚定催化剂。此外，它们具有较高的载流子迁移率、显著的生物相容性和较宽的电位窗，从而大大促进了电子转移速率。因此，它们是在生物传感器电极中锚定催化剂的理想基质。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本发明通过利用氮掺杂多孔石墨烯负载铜氧化物电极材料构筑无酶葡萄糖电化学传感器，具有极低的检测限、极高的灵敏度、较宽的线性范围以及优异的抗干扰性；

本发明的电极材料采用先高温煅烧再水热两步制备，其制备成本低，化学性能优良，操作简单，且对环境友好。