[發明專利]一種基于植酸分散的石墨烯納米材料修飾的玻碳電極及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310342800.7
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103399063A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 文穎;劉桂亭;陳惠芬;林國明;王小萍;郭小玉;楊海峰
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/416
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明屬于電化學和納米材料技術領域，特別涉及一種基于植酸分散的石墨烯納米材料修飾的玻碳電極及其制備方法和該電極用于對乙酰氨基酚的檢測。

背景技術

石墨烯是由sp²雜化碳原子鍵合，具有六方點陣蜂窩狀二維結構的單層平面石墨，由于其獨特的結構、高的機械強度、可協調的光學性能以及導電性而備受科研工作者的喜歡。石墨烯已經應用于許多領域：如傳感器、電容器以及燃料電池等。然而，在實際應用中，石墨烯片層容易發生團聚，使石墨烯的應用受到了很大的影響，因此通常將有機溶劑或表面活性劑水溶液作為石墨烯分散液，依靠靜電作用或分子間作用力，實現石墨烯的單層分散，進而促進了石墨烯的材料組裝以及性質研究，但是目前報道的石墨烯分散液濃度都較低，限制了石墨烯的發展。

目前分散石墨烯的體系主要有三種：（1）表面活性劑水溶液；（2）有機溶劑；（3）超酸。其中：表面活性劑水溶液成本低，操作簡單，但是得到的石墨烯分散液的濃度較低；有機溶劑可以得到較高濃度的分散液，但是其成本高，污染大，不利于石墨烯的進一步應用；超酸體系中雖然可以得到濃度最高的石墨烯的分散液，該體系對設備要求高且操作繁瑣，限制了石墨烯的應用。如能尋找到一種簡單、環保、價廉的分散劑，以得到較高濃度的石墨烯分散液，無疑會促進石墨烯的發展。

植酸（IP₆）是從植物種籽中提取的一種有機磷酸類化合物，其化學名為肌醇六磷酸，是磷的主要存在形式之一。由于植酸具有好的生物相容性、無毒環保等優勢，已經廣泛的被用于螯合劑、保鮮劑、抗氧化劑、水的軟化劑、發酵促進劑、金屬防腐蝕劑等，廣泛應用于食品、醫藥、油漆涂料、日用化工、金屬加工、紡織工業、塑料工業及高分子工業等行業領域。

對乙酰氨基酚（撲熱息痛，退熱凈，醋氨酚），具有解熱鎮痛作用，用于感冒發燒、關節痛、神經痛、偏頭痛、癌痛及手術后止痛等。然而過量服用對乙酰氨基酚可引起肝臟損害，嚴重者可致昏迷甚至死亡。對乙酰氨基酚的肝毒性源于藥物代謝過程中出現的問題，在生物轉化過程中，它會產生一種代謝物質，即N-乙酰對苯醌亞胺，其特性較大，需要與體內的還原性谷胱甘肽等保護因子結合才能降低毒性。如果服用對乙酰氨基酚劑量過大，或是谷胱甘肽等保護因子減少時，致使這一毒性較大的中間代謝物與其他重要的大分子結合，就會出現肝損傷。因此，一種可靠、快速和經濟的方法來準確的檢測對乙酰氨基酚具有重要的意義。對乙酰氨基酚的檢測方法有很多，比如：滴定分析法、分光光度法、化學發光法和電化學方法。但是，在這些方法中，電化學方法因其具有簡便、準確、靈敏度高、成本低以及檢測前預處理工作耗時短等優點，被廣泛運用于對乙酰氨基酚的檢測中，所以，檢測電極的穩定性和重現性對檢測結果是至關重要的。但是，目前所用到的傳感器的檢測電極重現性較差、響應時間較慢。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于植酸分散的石墨烯納米材料修飾的玻碳電極，該電極對于對乙酰氨基酚的檢測表現出很好的電催化氧化活性，并具有響應時間快、線性范圍寬、重現性好、穩定性高的特點。

本發明的另一個目的是提供一種基于植酸分散的石墨烯納米材料修飾的玻碳電極的制備方法，該制備方法簡單、綠色環保、成本低。

本發明的目的可以通過以下方案來實現：

一種基于植酸分散的石墨烯納米材料修飾的玻碳電極的制備方法，其步驟包括：

（1）將石墨烯分散在植酸溶液中，超聲處理4-8小時，得到石墨烯的植酸分散液；

（2）將潔凈的玻碳電極浸在步驟（1）中得到的石墨烯的植酸分散液中，自組裝1-4小時，洗滌、晾干即可。

所述步驟（1）中的植酸溶液的質量濃度為30-60%。優選的，所述植酸溶液的質量濃度為50%。

所述步驟（1）中，石墨烯與植酸溶液的用量比為0.05-5mg/mL。優選的，所述步驟（1）中，石墨烯與植酸溶液的用量比為0.1-4mg/mL。

所述步驟（2）中，潔凈的玻碳電極制備方法為，先將玻碳電極用0.3μm的鋁粉打磨，然后依次在超純水、無水乙醇、超純水中超聲處理3-5分鐘，18℃-30℃條件下晾干。

一種基于植酸分散的石墨烯納米材料修飾的玻碳電極，其特征在于：通過上述方法制備。

上述制備方法得到的基于植酸分散的石墨烯納米材料修飾的玻碳電極可以應用在對乙酰氨基酚中的檢測中。