[發(fā)明專利]一種氧化鋅納米棒-石墨烯納米片復合材料的制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611174173.0
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106596674B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 岳紅彥;王琪昭;高鑫;王寶;林軒宇;姚龍輝;郭二軍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;B82Y30/00;B82Y40/00
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一種氧化鋅納米棒?石墨烯納米片復合材料的制備，涉及一種氧化鋅納米棒?石墨烯納米片復合材料的制備方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有氧化鋅納米棒檢測尿酸應用方面受限的問題。本發(fā)明制備方法如下：一、水熱合成法制備氧化鋅納米棒；二、化學氣相沉積法制備三維泡沫石墨烯；三、超聲分散制備氧化鋅納米棒?石墨烯納米片分散液;四、自動噴涂制備氧化鋅納米棒?石墨烯納米片/ITO電極。本發(fā)明制備的一種氧化鋅納米棒?石墨烯納米片具有高的比表面積、優(yōu)異的電導性和良好的生物相容性等特點，可用于高靈敏、高選擇性的檢測尿酸。

技術領域

本發(fā)明涉及一種新型納米材料復合材料的制備方法及其應用。

背景技術

氧化鋅是一種應用廣泛的半導體材料，它的直接寬帶隙達3.37eV，由于其在光學、電學等方面的性能很獨特，在光電器件、電子器件、化學和生物傳感器、太陽能電池等方面展現(xiàn)出非常高的應用價值，近年來受到了廣泛的關注。其典型的形態(tài)，一維氧化鋅納米棒由于形貌可控，生產(chǎn)成本較低，成為目前納米材料領域的一種熱門材料。氧化鋅納米棒具有高的催化效率、生物相容性、生理環(huán)境的相對化學穩(wěn)定性和高的比表面積。

石墨烯(Graphene)，又稱單層石墨，是石墨的一種特殊形式，由蜂窩狀的單層碳原子按照六邊形的晶格規(guī)整的排列而形成的一種二維結(jié)構(gòu)。石墨烯具有大的比表面積，良好的導電性和高的機械性能。石墨烯主要的制備方法有：剝離法、外延晶體生長法、還原氧化石墨烯法、插層膨脹法和化學氣相沉積法等。還原氧化石墨烯法的優(yōu)點是量大，缺點是電導性差。化學氣相沉積法制備的石墨烯的優(yōu)點是產(chǎn)量大，實驗簡單，電導性好等。

尿酸(uric acid，UA)是生物體內(nèi)的一種主要的嘌呤代謝終產(chǎn)物。多由人和動物體內(nèi)老舊細胞新陳代謝所產(chǎn)生的。人體內(nèi)尿酸含量的異常主要會引起痛風、帕金森病和高尿酸血癥等疾病。因此在生物檢測領域，及時發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)尿酸指標的高低對預防發(fā)現(xiàn)和及早治療相關疾病具有重要意義。但是人體血液成分復雜，其內(nèi)存在的抗壞血酸（Ascorbicacid，簡稱AA）等物質(zhì)會對UA的檢測造成干擾。本實驗制備出基于此種材料的新型生物傳感器修飾電極，來實現(xiàn)檢測物質(zhì)在電極材料上的快速傳遞與轉(zhuǎn)移，從而在AA與UA共存的情況下對UA目標物質(zhì)的快速檢測、降低AA物質(zhì)的干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決氧化鋅納米棒導電性較差，使其直接在生物傳感器上的應用受到一定程度的限制。以三維泡沫鎳為模板，將化學氣相沉積方法制備的三維泡沫石墨烯，通過超聲分散工藝得到高電導、少層的石墨烯納米片，添加到氧化鋅納米棒中，開發(fā)一種新型的氧化鋅納米棒-石墨烯納米片/ITO電極。

本發(fā)明提供的一種氧化鋅納米棒-石墨烯納米片的制備方法是按以下步驟進行：

一、水熱合成法制備氧化鋅納米棒

分別配制0.03mol/L～0.07mol/L的硝酸鋅[Zn(NO₃)₂·6H₂O]溶液、0.03mol/L～0.07mol/L的六甲基四胺[(CH₂)₆N₄，HMT]溶液和0.36 mol/L～1.2 mol/L氫氧化鈉溶液，在磁力攪拌器上混合三種溶液，攪拌時間3~5min，再將混合液移入燒杯中進行30min的超聲處理。經(jīng)過超聲處理后的溶液倒入采用聚四氟乙烯為內(nèi)襯的反應釜中進行水熱反應。采用真空干燥箱進行加熱，加熱溫度為100 ℃。加熱結(jié)束后，取出反應釜自然冷卻至室溫后開釜。將反應生成物再進行30min的超聲處理，將產(chǎn)物移入大燒杯中反復靜置、沉淀、洗滌，再用離心機分離出沉淀物，最后將沉淀物在80℃的真空干燥箱烘干6h，制得氧化鋅納米棒；

二、化學氣相沉積法制備三維泡沫石墨烯