經銥摻雜的奈米碳管、電極及感測裝置IRIDIUM-DOPED CARBON NANOTUBE AND ELECTRODE AND SENSOR CONTAINING THE SAME

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

14/180,389

專利證號

US 9,136,118 B2

專利獲證名稱

經銥摻雜的奈米碳管、電極及感測裝置IRIDIUM-DOPED CARBON NANOTUBE AND ELECTRODE AND SENSOR CONTAINING THE SAME

專利所屬機關 (申請機關)

義守大學

獲證日期

2015/09/15

技術說明

由於目前有許多研究顯示以金屬奈米材料修飾之碳基觸媒對於許多反應有很好的催化能力，無論在能源上之應用或是在電化學感測催化上，然而均勻的將觸媒修飾於碳材(包括活性碳、奈米碳管及石墨烯)上並不容易，同時金屬奈米粒子尤其是貴金屬奈米粒子若用量高，所需的成本相對就高了。此外，應用於電觸媒進行感測器反應的催化，若金屬摻雜量太高，雖然提高其靈敏度卻失去其選擇性。 有鑑於金屬奈米材料修飾之碳基觸媒之金屬摻雜量及其分佈，本研究借重超臨界流體技術無表面張力及其高溫高壓之特殊性質，使其均勻還原於碳管表面進而製備極低濃度金屬銥摻雜(0.5-0.0053%)之奈米碳管，將此高活性之材料應用於電化學式感測元件上，作為電觸媒進行，利用此材料之催化能力，降低反應時之施加電位，除了提升其反應時之靈敏度，同時具有高的選擇性。此種修試方法之碳基觸媒可使用極少量之金屬摻雜，同時當應用於NADH之感測，催化其電化學反應，不但使其反應電位自0.25V降至0.18V，同時使其感測靈敏度增加200倍，並提升其選擇性，而用相同方法製備之Pt-CNT觸媒亦應用於過氧化氫之感測，此種材料已成功的應用於去氫酶及氧化酶的相關酵素感測器如肝指數(GPT)的檢測以及免疫感測平台之測試。 Metal nanoparticles decorated carbon based materials have been studied extensively due to its high catalytic properties. It is difficult to load the metal nanoparticles onto the carbon uniformly, and the loading of noble metal nanoparticles is high. The high metal loading materials are expensive and it might decrease the selectivity for the sensing application. An extremely active catalyst was synthesized utilizing supercritical fluid technique and ultralow amount of metal, 0.5-0.0053% was deposited in the carbon materials, such as active carbon, graphene, carbon nanotube, uniformly. For the 0.0053% Ir-doped CNTs, it could catalyze NADH oxidation at a low applied potential, 0.18 V and the sensitivity was more than 200 times higher than 5% Ir-doped carbon. This kind of materials has been applied for enzymatic sensors and immunosensing platform successfully.

備註

本部(發文號1080023871)同意該校107年12月13日義大產字第1070016219號函申請終止維護專利。

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