[發明專利]帶正電荷的復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710333195.5
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN106984277A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 王忠霞;方海林;于賢賀;王偉
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;B01J20/28;G01N27/48
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 王術蘭

技術領域

本發明涉及納米復合材料領域，且特別涉及一種帶正電荷的復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

十二烷基硫酸鈉(SDS)俗稱“工業味精谷氨酸”，是應用最為廣泛的一種陰離子表面活性劑。同時，它也是很多清洗、去污行業使用的洗滌劑和去污劑中主要成分，也是生化和免疫檢測方面常用的蛋白質變性劑。動物實驗已證實SDS對動物體有直接的毒性作用。研究還表明泡沫化的SDS可以較大的干預水體中正常的氧氣交換，最終導致溶解氧濃度的下降和引起水質惡化，進而對水體生態系統造成嚴重破壞。基于人類以及生態系統的發展前景，尋找一種快速靈敏的檢測方法檢測水體中SDS含量是非常重要的。碳材料以其優異的電化學性能及形貌特性，使其在生物傳感、電池催化和環境分析等領域得到較為廣泛的應用，它的出現有望在納米材料科學領域引發新一輪革命，應用前景非常廣闊。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶正電荷的復合材料的制備方法，其能夠快速將帶正電荷的表面活性劑吸附到氧化石墨烯和碳納米管外，該方法操作簡單、條件溫和、易于實現、具有廣闊的工業前景。

本發明的另一目的在于提供一種帶正電荷的復合材料，該復合材料有利于擴展電化學技術在環境檢測中的應用范圍，解決了對沒有電化學活性的高聚陰離子聚合物電化學檢測這一技術難題，其可以選擇性的檢測高聚陰陽離子化合物。

本發明的另一目的在于提供一種帶正電荷的復合材料在檢測SDS中的應用，其實現對高負電性的表面活性劑的高靈敏度檢測。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：

本發明提出一種帶正電荷的復合材料的制備方法，包括以下步驟：利用靜電吸附作用將帶正電荷的表面活性劑吸附到氧化石墨烯和碳納米管上。

本發明提出一種帶正電荷的復合材料，其通過上述制備方法制備得到。

本發明提供一種帶正電荷的復合材料在檢測SDS中的應用。

本發明帶正電荷的復合材料及其制備方法和應用的有益效果是：該復合材料表面帶有的正電荷能夠吸附溶液中電活性陰負離子，隨后可以特異性的與高聚陰離子通過陰離子交換技術將其置換，進而使得制備得到的復合材料能夠快速、高效且特異性地進行電化學檢測。并且能夠實現對沒有電化學活性的高聚陰離子表面活性劑進行電化學檢測，擴大了其應用范圍。而制備該復合材料的方法操作步驟簡短、操作條件溫和，易于實現，可大規模應用于工業生產。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本發明實施例1提供的PDDA/GO/SWCNTs復合材料的電鏡掃描圖；

圖2為本發明實驗例1循環伏安法的檢測結果圖譜；

圖3為本發明實驗例1差分脈沖伏安技術的檢測結果圖譜；

圖4為本發明實驗例2差分脈沖伏安技術的選擇性檢測結果圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

下面對本發明實施例的帶正電荷的復合材料及其制備方法和應用進行具體說明。

本發明實施例提供的一種帶正電荷的復合材料的制備方法：

S1、將帶正電荷的表面活性劑吸附到氧化石墨烯和碳納米管外；

氧化石墨烯(GO)和碳納米管表面主要以-COOH和-OH基團存在，它們可以對表面含有大量正電荷的聚合物產生特異性的靜電吸附作用，進而使得該復合材料能夠通過陰離子交換技術實現高聚陰離子化合物的高靈敏度檢測，有效擴展了電化學技術檢測的應用范圍。

采用的原料為氧化石墨烯和碳納米管而不是單一的氧化石墨烯或者碳納米管是因為采用單一的氧化石墨烯或者碳納米管形成的復合材料空腔小，吸附陰離子的空間小，陰離子不易與陽離子發生置換，進而影響其對陰離子高聚物的檢測。而聯合氧化石墨烯和碳納米管形成的復合材料的空腔較大，能夠更快地容納更多地陰離子高聚物，進而提升復合材料檢測陰離子高聚物的速率和效率。