(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211208401.7 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 山西医科 大学 地址 030001 山西省太原市新建南路5 6号 (72)发明人 张红芬　梁芳苗　张栢艳　李思涵　 覃勇　 (74)专利代理 机构 太原倍智知识产权代理事务 所(普通合伙) 14111 专利代理师 张宏 (51)Int.Cl. C23C 16/455(2006.01) B22F 1/054(2022.01) B22F 1/18(2022.01) B22F 9/24(2006.01) C23C 16/40(2006.01)G01N 27/30(2006.01) G01N 27/327(2006.01) G01N 27/416(2006.01) B82Y 15/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 CdS基复合纳米材 料及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明涉及CdS基复合纳米材料及其制备方 法和应用， 将醋酸镉 （ Ⅱ） 水合物与硫脲进行混 合， 再加入二乙烯三胺冷凝回流， 过滤洗涤干燥 得到CdS NRs； 采用以双 （环戊二烯基） 镍和臭氧 为前驱体通过原 子层沉积法在CdS  NRs表面沉积 NiO层； 将CdS/NiO加入碱液中超声分散， 再加入 氯金酸溶液调节pH至中性， 冷冻干燥后可得NiO 纳米粒子和金纳米粒子包覆的功能化CdS复合纳 米材料CdS/NiO ‑Au。 本发明提供的CdS基复合纳 米材料稳定性高， 光催化活性好， 在可见光照射 下能产生灵敏的电化学信号， 可用于制备检测大 肠杆菌O157:H7  (E.coli O157:H7)的光电化学 生物传感器 。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 115505902 A 2022.12.23 CN 115505902 A 1.一种CdS基复合纳米材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一， 将醋酸镉 （ Ⅱ） 水合物与硫脲在去离子水中混合， 再加入二乙烯三胺， 在112℃ ‑ 120℃冷凝回流1 1‑15 h， 过滤、 洗涤后干燥， 获得CdS  NRs； 步骤二， 将CdS  NRs均匀分散在石英片上， 然后转移至ALD室， 以双 （环戊二烯基） 镍和臭 氧为前驱体， 采用原子层沉积法将N iO沉积在CdS  NRs上， 获得CdS/N iO； 步骤三， 将CdS/NiO超声分散在NaOH溶液中形成均一分散液， 加入HAuCl4 溶液调pH至中 性， 后经搅拌、 过 滤、 洗涤、 冷冻干燥得到 CdS/NiO‑Au复合纳米材 料。 2.根据权利要求1所述的CdS基复合纳米材料的制备方法， 其特征在于： 步骤一中， 醋酸 镉 （Ⅱ） 水合物与硫脲按质量比(1.6 ‑1.8):1进行混合。 3.根据权利要求1所述的CdS基复合纳米材料的制备方法， 其特征在于： 步骤一中， 过滤 后， 沉淀物用去离 子水、 无水乙醇洗涤， 然后在真空烘 箱65‑85℃中干燥10 ‑14 h。 4.根据权利要求1所述的CdS基复合纳米材料的制备方法， 其特征在于： 步骤二中， 采用 的原子层沉积法中， 沉积温度为260 ‑280℃； 前驱体温度为65 ‑70℃； 载气和吹扫气体为： 10 ‑ 50 sccm的高纯氮气。 5.根据权利要求1所述的CdS基复合纳米材料的制备方法， 其特征在于： 步骤二中， 采用 的原子层沉积法中， 单循环脉冲、 暴露和吹扫时间为： 首先双 （环戊二烯基） 镍脉冲时间为6 ‑ 10 s， 暴露时间为11 ‑15 s， 吹扫时间为21 ‑25 s； 然后臭氧脉冲时间为0.5 ‑1.5 s， 暴露时间 为11‑15 s， 吹扫时间为21 ‑25 s， 、 即完成一次沉积循环， 重复此沉积循环即得到不同厚度 纳米NiO包覆的CdS  NRs产物。 6.根据权利要求1所述的CdS基复合纳米材料的制备方法， 其特征在于： 步骤三中， 均一 分散液的浓度为0.5 ‑1.5 mg/mL。 7.根据权利要求1所述的CdS基复合纳米材料的制备方法， 其特征在于： 步骤三中， HAuCl4 溶液的浓度为0.0 5‑0.2 g/mL。 8.根据权利要求1所述的CdS基复合纳米材料的制备方法， 其特征在于： 步骤三中， 加入 HAuCl4 溶液调pH至中性后， 超声8 ‑12 min， 再搅拌1 ‑3 h， 真空过滤收集产物， 用去离子水、 无水乙醇进行洗涤， 最后冷冻干燥20 ‑28 h得到CdS/NiO‑Au复合纳米材 料。 9.由权利要求1 ‑8任意一项制备 方法获得的CdS基复合纳米材 料。 10.权利要求9所述的CdS基复合纳米材料在制备检测E.coli  O157:H7的光电化学生物 传感器中的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115505902 A 2CdS基复合纳米材料及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明涉及纳 米材料技术领域， 具体而言， 涉及一种CdS基复合纳 米材料及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]CdS是一种常见的n型半导体材料， 也是一种典型的 Ⅱ‑Ⅵ族金属硫化物半导体纳 米材料， 带隙为2.4  eV， 由于其合适且理想的直接带隙、 高电子迁移 率以及可见光响应强等 优势， 已被广泛研究为有 前途的光电活性材料。 单一的CdS纳米材料在长时间光照下会发生 光腐蚀现象从而导致稳定性降低， 为了改善光腐蚀现象， 充分发挥其优良性质， 必须对CdS 进行改性。 相比于其他纳米材料， NiO由于具有小尺寸效应、 表 面效应、 量子尺 寸效应和宏观 量子隧道效应等效应， 使其在光、 电等方面表现出许多优异性能， 广泛应用于催化剂、 电化 学传感器等方面。 纳米Au本身具有良好的导热性和导电性、 介电特性、 高电子密度、 强吸附 能力且与多种生物大分子结合而对生物活性不影响等特性， 使纳米金在许多高新技术领域 拥有十分广泛的应用潜能。 为了发挥CdS的优异性能， 还需要开发建立新的改性手段。 传统 的CdS负载NiO、 Au纳米粒子多采用水浴、 微波以及 浸渍等方法， 具有负载量和尺寸大小无法 得到控制， 以及操作繁琐等 缺点与不足。 [0003]大肠杆菌  O157:H7 （E.coli  O157:H7）  是最危险的食源性病原体之一， 它会导致 严重的疾病， 如炎症、 腹痛、 腹泻、 溶血性尿毒症综合征、 出血性结肠炎， 甚至死亡， 尤其是在 年轻人、 老年人和免疫功能低下的个体中感染力极大增强。 由E.coli  O157:H7 引起的食源 性疾病暴发与食用受污染的食物和水有关。 因此， 在食品和饮用水中E.coli  O157:H7的早 期检测对于减少疾病暴发、 确保公众健康和避免经济损失至关重要。 目前报道中E.coli   O157:H7的检测方法有培养和克隆计数法、 免疫学检测法、 现代分子生物学检测法等， 但是 上述方法步骤繁琐 及检测时间过长 。 发明内容 [0004]本发明要解决的技术问题是提供一种CdS基复合纳米材料及其制备方法和应用， 以达到获得一种 CdS/NiO‑Au复合纳米材料和可用于检测E.coli  O157:H7的高灵敏光电化 学生物传感器的目的。 [0005]为解决以上技术问题， 根据本 发明的一个方面， 提供了一种CdS基复合纳 米材料的 制备方法， 包括以下步骤： 步骤一， 将醋酸镉 （ Ⅱ） 水合物与硫脲按混合， 再加入二乙烯三胺， 在112℃ ‑120℃ 冷凝回流1 1‑15 h， 过滤、 洗涤后干燥， 获得CdS  NRs； 步骤二， 将CdS  NRs均匀分散在石英片上， 然后转移至ALD室， 以双 （环戊二烯基） 镍 和臭氧为前驱体， 采用原子层沉积法将N iO沉积在CdS  NRs上， 获得CdS/N iO； 步骤三， 将CdS/NiO超声分散在NaOH溶液中形成均一分散液， 加入HAuCl4 溶液调pH 至中性， 后经搅拌、 过 滤、 洗涤、 冷冻干燥得到 CdS/NiO‑Au复合纳米材 料。说　明　书 1/6 页 3 CN 115505902 A 3