[發(fā)明專利]一種鈀-類石墨相氮化碳-碳納米管復(fù)合電極及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN108195908B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭志祥;王玫;閆乾順;馬璀
• 申請（專利權(quán)）人: 甘肅政法大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11617
• 代理人: 鄭海松

本發(fā)明公開了一種鈀?類石墨相氮化碳?碳納米管復(fù)合電極及其制備方法和應(yīng)用，以三聚氰胺和碳納米管之間的π?π堆積和靜電作用通過固體研磨熱聚合法得到了類石墨相氮化碳?碳納米管復(fù)合材料，然后將鈀納米粒子作為前驅(qū)體通過自組裝對其進一步的功能化修飾，得到具有良好催化性能和穩(wěn)定性的復(fù)合材料，增加了電催化活性并解決了類石墨相氮化碳的分散性問題，極大地拓展了其應(yīng)用范圍。本發(fā)明工藝簡單，操作方便，消耗的化學原料和試劑少，反應(yīng)條件溫和，設(shè)備少，生產(chǎn)成本低，可以規(guī)?；a(chǎn)，對環(huán)境的污染小，有利于環(huán)境保護，制得的復(fù)合電極靈敏度更高、催化性能和穩(wěn)定性更強，特別適合水、食品、飼料、生化制品等樣品中雌二醇的直接快速檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非金屬類石墨相氮化碳電極的制備，具體涉及一種鈀-類石墨相氮化碳-碳納米管復(fù)合電極及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(Endocrine disruptor compounds，EDCs)，1996年由歐洲委員會定義為外源性化學物質(zhì),具有類似雌激素作用,可以干擾人體和動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)，現(xiàn)已引起學術(shù)界的廣泛關(guān)注。EDCs可以破壞激素平衡，對人體和動物的健康產(chǎn)生許多不利的影響，直接威脅人類的生存。2002年簽署的《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》中，首批即確定具有持久性污染的12種環(huán)境激素禁止使用。17β-雌二醇就是一種常見的EDCs。雌二醇是雌效應(yīng)最強的天然甾體雌激素，即使在很低的濃度下(0.1ng/L)也可表現(xiàn)出極強的生物效應(yīng)。雌二醇通過食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中進行生物富集，并在機體脂肪組織內(nèi)蓄積，造成人體臟器損害，同時誘發(fā)乳腺癌、前列腺癌、生殖障礙等疾病，并且雌二醇會減弱男性生育能力，生出嚴重先天畸形的兒童。近年來，在許多水樣品中都檢測到了雌二醇，因此雌二醇被歐盟水框架指令列為優(yōu)先控制的污染物。現(xiàn)在一些養(yǎng)殖場也開始使用激素添加劑等促進生長的物質(zhì)以提高養(yǎng)殖效率和畜禽瘦肉比，這也加速了雌二醇的排放。隨著人們對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注和健康意識的增強，環(huán)境污染和食品安全問題日趨受到重視，雌二醇作為一類重要的雌激素在食品和環(huán)境中的限量受到嚴格規(guī)定，因而迫切需要建立一個靈敏、快速，低成本的測定方法用于的雌二醇含量分析。

但是，雌二醇在未修飾電極上的氧化還原信號較弱，限制了電化學方法檢測雌二醇的應(yīng)用。為了改善雌二醇在電極表面的電催化活性和抗干擾能力，人們制備各種化學修飾電極用于雌二醇的電化學檢測。Jinchun Son等人采用聚絲氨酸修飾玻碳電極同于雌二醇的檢測； Qing Han等人采用新型磁性分子印跡傳感膜材料制備修飾電極用來檢測雌二醇等。

近年來，類石墨相氮化碳作為是一種新型的非金屬半導體電極材料，具有電子傳遞速率快、比表面積大、熱導率高、化學穩(wěn)定性好、載荷子遷移率高等優(yōu)點，在電化學領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景，引起研究人員的廣泛興趣。1834年，Berzelius首次報道了氮化碳(C3N4) 材料的合成。1992年，F(xiàn)ranklin第一次講述了氮化碳存在的5種不同的同素異性類型，分別為α-氮化碳、β-氮化碳、立方相氮化碳、準立方相氮化碳以及類石墨相氮化碳，其中又以類石墨相氮化碳的應(yīng)用最為廣泛。類石墨相氮化碳晶體具有類似于石墨的片層結(jié)構(gòu)，由單層的氮化碳薄片通過層層堆疊而成。其中，三嗪環(huán)和3-s-三嗪環(huán)是構(gòu)成類石墨相氮化碳晶體的兩種基本結(jié)構(gòu)單元，它們通過氮原子相互連結(jié)，形成一個無限延展的平面,這可以有效的增加目標化合物物與類石墨相氮化碳的相互作用。但是純的類石墨相氮化碳的催化性能和導電性較差，嚴重限制了其電化學活性。為了提高類石墨相氮化碳的催化性能，可加入金屬或者非金屬物質(zhì)，如Cu，F(xiàn)e，Pt，AgNi，氧化石墨烯，碳納米管等等。其中碳納米管因其獨特的結(jié)構(gòu)和電子性能而受到廣泛的關(guān)注。