[發明專利]一種基于納米氧化石墨烯的檢測氮氧化物的傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201711037602.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107817287A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 葉斌;王浩
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G01N27/42
• 分類號: G01N27/42;G01N27/30
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司31253
• 代理人: 楊軍

技術領域

本發明涉及電化學傳感器技術領域，尤其涉及一種基于納米氧化石墨烯的檢測氮氧化物的傳感器及其制備方法。

背景技術

NO在血管生物學和病理生物學發揮著非常重要的作用。NO是一種相對穩定的通過細胞膜擴散的氣體自由基,具有抑制血小板聚集、抑制平滑肌細胞增生、調節血管張力、介導細胞免疫、細胞毒等作用,在心血管疾病如高血壓、動脈粥樣硬化、心力衰竭中具有重要意義。

NO的化合物有兩類,一類為能釋放NO或具有氧化還原作用的同系物,稱外源性NO,它主要來自NO供體,如硝酸甘油在體內代謝釋放出NO；另一類是需要酶催化后才能釋放NO的物質,稱為內源性NO,廣泛存在于血管內皮細胞、巨噬細胞等各種細胞中,由左旋精氨酸胍基末端的氮原子與分子氧在一氧化氮合酶的催化合成,合成過程受底物、產物反饋等多種因素調節。

NO的化學性質非常活潑,半衰期只有5～10s。NO有很強的親脂性,極易透過生物膜,與血紅蛋白、肌球蛋白和可溶性鳥苷酸環化酶的鐵離子有高度親和性。NO對心血管系統的作用主要為調節血管張力。正常生理情況下,血管系統的縮血管物質和舒血管物質之間的動態平衡維持著血管正常的張力,血液脈沖式流動和血液對血管壁的剪切力是內皮細胞分泌基礎NO的重要刺激因素。

很多方法被用來檢測氮氧化物，比如電子順磁共振、分光光度測量法和化學發光法。在所有的方法中，電化學的方法由于具有簡單、輕便，廉價和快速分析的優點被證明是一種非常有力的方法。用電阻、電壓和電流的方法來檢測氮氧化物已經有一些報道。最近，ZnO-In2O3膜被廣泛地用來檢測氮氧化物氣體。但是，相應的傳感器卻沒有高的靈敏度并且其使用需要很高的溫度(200-500℃)。

納米氧化石墨烯(NGO)已經被廣泛地用到了傳感器中，因為它們具有好的化學穩定性、出色的電子和力學性能。這些特殊的性質使得納米氧化石墨烯能夠很好的作為無機納米材料的支撐，比如可以作為電化學傳感器的銅納米顆粒(CuNP)。納米氧化石墨烯具有高的電導率和大的表面積，因此能夠促進銅納米顆粒的性能。直接把銅納米顆粒制備到納米氧化石墨烯上有個很大的優點就是保持了納米晶體和納米氧化石墨烯自身的性能。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于納米氧化石墨烯的檢測氮氧化物的傳感器及其制備方法。本發明制備方法簡單，得到的傳感器檢測NO靈敏度高，檢測結果準確。

本發明的技術方案具體介紹如下。

本發明提供一種基于納米氧化石墨烯的檢測氮氧化物的傳感器的制備方法，具體步驟如下：

(1)設定電勢范圍為0～1.2V，在惰性氛圍下，在0.14～0.18mol/L的氯化鉀溶液中氧化0.4～0.8mol/L的吡咯溶液，循環進行10～14次，將聚吡咯修飾到預處理后的鈀電極上；

(2)將納米氧化石墨烯的溶液滴到聚吡咯修飾的鈀電極表面，蒸發形成NGO-PPy-Pt電極；

(3)以0.14～0.18mol/L的氯化鉀作為支撐電極，設定電勢范圍為-0.4～+1.2V，以0.1～0.3mol/L的CuCl₂作為銅原料，利用電化學沉積的方法將銅納米粒子CuNP沉積到NGO-PPy-Pt電極上，形成基于納米氧化石墨烯的檢測氮氧化物的傳感器。

本發明中，步驟(1)中，鈀電極使用前，先用鋁粉磨光，之后在0.5～1.2mol/L的H₂SO₄中，在掃描電勢為-0.3～+1.72V的范圍內循環伏安掃描10～14次。

本發明中，步驟(2)中，納米氧化石墨烯的溶液為2mg NGSO和1～2ml 0.3～0.6wt％nafion的乙醇溶液。

本發明中，步驟(2)中，納米氧化石墨烯的直徑為25～50nm。

本發明還提供一種上述的制備方法得到的基于氧化石墨烯的檢測氮氧化物的傳感器。

和現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明設計的基于CuNP-NGSO-PPy-Pd電極傳感器檢測NO靈敏度高，檢測限低；傳感器表現出了非常好的可重復性能以及穩定性。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面結合實施對本發明作進一步詳述。

實施例1

一種基于納米氧化石墨烯的檢測氮氧化物的傳感器的制備方法，其步驟如下：