[發明專利]一種硫雜石墨烯/γ?Fe2O3納米復合材料的制備方法及其用途

有效

• 申請號: 201510330903.0
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104907083B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 毛罕平;嚴玉婷
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J27/02
• 分類號: B01J27/02;G01N21/78
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技術領域

本發明涉及石墨烯材料領域，特指一種硫雜石墨烯γ-Fe₂O₃納米復合材料的制備方法及其用途，本發明制備的硫雜石墨烯/γ-Fe₂O₃納米復合材料可以應用于比色法檢測領域，尤其可以應用于微流控技術通過比色法檢測乳酸。

背景技術

在碳材料中，石墨稀是由sp²雜化碳原子構成的超薄二維網結構，作為一種由單層碳原子密集排列成的二維蜂窩晶格結構的碳材料，石墨烯具有導電性能好、比表面積大和電子轉移速率快等優點。N、B等元素容易被摻雜到石墨稀中，但是與B和N相比，S摻雜是非常特別的，S原子半徑遠遠大于C原子，且C(2.55)和S(2.58)之間的電負性相差太小，不能在C-S復合物內提供明顯的電荷轉移，因此，化學摻雜S到石墨稀中似乎相當困難。然而，理論計算表明，摻雜S原子后會扭曲石墨稀的結構，從而提升石墨烯的性能，所以，在石墨稀中摻入S原子是至關重要的。中國專利(CN201310080785.3)公開了一種對石墨烯進行硫摻雜的方法：提供石墨烯，將所述石墨烯置于化學氣相沉積反應腔中；采用惰性氣體對所述反應腔進行通氣及排氣處理；于500～1050℃下通入硫源氣體對所述石墨烯進行硫摻雜；于氫氣及惰性氣體氣氛中對所述反應腔進行降溫。該方法操作較繁瑣，且所采用的化學氣相沉積法對設備要求高。

自然界中Fe₂O₃的同質多象變種已知有兩種，即α-Fe₂O₃和γ-Fe₂O₃。前者在自然條件下穩定，稱為赤鐵礦；后者在自然條件下不如α-Fe₂O₃穩定，處于亞穩定狀態，稱之為磁赤鐵礦。γ-Fe₂O₃納米粒子因其在磁性、催化、氣敏、生物醫學等領域的廣泛應用而備受青睞，但是其不穩定性又限制了其應用，因此制備能夠較長時間穩定存在的γ-Fe₂O₃具有重要意義。近年來制備磁性γ-Fe₂O₃的方法有很多，例如溶膠-凝膠法(中國專利申請CN200410086479.1)、燒結法(中國專利申請CN200710036501.5)等方法，這些方法是在一定溫度下煅燒而得到γ-Fe₂O₃。在一些制備所得的磁性復合材料中除包含γ-Fe₂O₃相，還包含一定數量的α-Fe₂O₃。除此以外，這些γ-Fe₂O₃的熱穩定性差，在400℃左右γ-Fe₂O₃就會轉變為α-Fe₂O₃。

乳酸作為一種重要的有機酸廣泛存在于生物體中，是生物體無氧糖代謝的重要產物。乳酸是肌肉組織內的糖類代謝物質，動物屠宰后肉在低溫成熟期間肌肉糖原經過無氧酵解生成乳酸，從而造成pH的下降。乳酸的堆積量與pH的下降程度呈正相關。乳酸大量生成會造成冷卻肉保水性及嫩度不同程度的下降，與PSE肉、DFD肉的產生有密切關系。分析測定乳酸在醫療和食品工業中具有重要意義，并且對乳酸的定量和定性分析對于全面了解食品的性質和進一步研究乳酸的生理功能是非常必要的。目前，乳酸的檢測方法主要包括EDTA絡合滴定法，酶法，酶電極法，熒光法(中國專利CN201410293387.4)，氣象色譜法(中國專利CN201110057362.0)，液相色譜法等。這些傳統檢測方法各自有自身適應的范圍和精度，也都收到成本的影響，但是這些方法不能直觀的用肉眼識別。比色檢測是分析科學領域的一個重要方面，其關鍵就是把檢測事件轉變成顏色變化。比色檢測與傳統檢測相比有很大的優勢，尤其是在操作性、經濟性和實用性等方面。比色法可以通過肉眼直接識別反應溶液顏色變化，不需要昂貴或者復雜的儀器，操作非常簡便，因此可應用于現場分析和即時診斷。

微流控芯片檢測技術是近年來發展起來的一項檢測技術，它將化學、生物和醫學等領域中所涉及的樣品反應、分離以及檢測等過程集成到一塊芯片上，具有微型化、自動化的特點，被譽為“改變世界的七項技術之一”。微流控芯片的通道尺度通常為幾十微米到幾百微米，一次檢測過程需要的樣品流量僅為納升到皮升級別，因而特別適合降低醫用檢測耗材的需求。