[發明專利]一種二維多孔石墨烯/氧化亞銅復合材料的制備和應用

有效

• 申請號: 201810389934.7
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108872204B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 陳佳;邱洪燈;李湛;王莉;黃艷妮
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;B01J23/72
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種二維多孔石墨烯/氧化亞銅復合材料的制備方法，是將二水合氯化銅加入到氧化石墨烯的水分散液中超聲5~30 min，抽濾，得到氯化銅與氧化石墨烯的混合物；再將混合物置于40~60℃的烘箱干燥后，置于馬弗爐中煅燒得粗產品；粗產品反復用水和無水乙醇洗滌，干燥，即得二維多孔石墨烯/氧化亞銅復合材料。該復合材料在催化雙氧水氧化魯米諾產生化學發光體系中，在425 nm處的化學發光強度濃度的對數值之間呈現良好的線性關系，線性范圍為1.0×10^?8 M~8.0×10^?4 M，因此，在催化、生化分析檢測等領域具有十分廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種二維多孔石墨烯/氧化亞銅復合材料的制備方法，主要作為催化劑用于催化雙氧水氧化魯米諾產生化學發光反應，屬于復合材料領域和生物檢測技術領域。

背景技術

魯米諾（luminol），又名發光氨，英文名5-Amino-2，3-dihydro-1，4-phthalazinedione。 它常溫下是一種黃色晶體或者米黃色粉末，是一種比較穩定的化學試劑。同時，魯米諾又是一種強酸，對眼睛、皮膚、呼吸道有一定刺激作用。 法醫學上，魯米諾反應又叫氨基苯二酰一胼反應，可以鑒別經過擦洗，時間很久以前的血痕。生物學上則使用魯米諾來檢測細胞中的銅、鐵及氰化物的存在。魯米諾早在1853年就被合成出來了。1928年，化學家首次發現這種化合物有一個奇妙的特性，它被氧化時能發出藍光。幾年以后，就有人想到利用這種特性去檢測血跡。血液中含有血紅蛋白，我們從空氣中吸入的氧氣就是靠這種蛋白質輸送到全身各部分的。血紅蛋白含有鐵，而鐵能催化過氧化氫的分解，讓過氧化氫變成水和單氧，單氧再氧化魯米諾讓它發光。在檢驗血痕時，魯米諾與血紅素（hemoglobin，血紅蛋白中負責運輸氧的一種蛋白質）發生反應，顯出藍綠色的熒光。這種檢測方法極為靈敏，能檢測只有百萬分之一含量的血，即使滴一小滴血到一大缸水中也能被檢測出來。

魯米諾只有用氧化劑處理過才會發光。通常使用雙氧水和一種氫氧化物堿的混合水溶液作為激發劑。在鐵化合物催化下，雙氧水分解為氧氣和水：2 H₂O₂→ O₂ + 2 H₂O。實驗室中常以鐵氰化鉀作為催化劑鐵的來源，而法醫學上的催化劑則恰好是血紅蛋白中的鐵。很多生物系統中的酶也可催化過氧化氫的分解反應。由于納米材料具有類催化酶的性能，可以用來催化雙氧水（H₂O₂）氧化魯米諾（Luminol）產生化學發光。文獻1（Nano Lett.2017， 17，2043~2048）中使用Cu²⁺-GO 納米粒子來催化雙氧水氧化魯米諾產生化學發光，但是使用到的Cu²⁺-GO 納米粒子的濃度為10 μg mL^?1，其雙氧水的線性范圍為0~1.5×10^-3 M；文獻2（ACS Nano 2017，11，3247~3253）中使用Cu²⁺-g-C₃N₄納米粒子作為催化劑來催化雙氧水氧化魯米諾產生化學發光，用到的材料濃度為5.0μg mL^?1，結果顯示雙氧水0~2×10^-3 M范圍內具有良好的線性關系。然而，文獻1、2報道的納米粒子Cu²⁺-GO、Cu²⁺-g-C₃N₄催化雙氧水氧化魯米諾產生化學發光，只能在雙氧水0~2×10^-3 M的范圍內有效。

發明內容

本發明的目的是提供一種二維多孔石墨烯/氧化亞銅復合材料的制備方法；

本發明的另一目的是提供上述制備的二維多孔石墨烯/氧化亞銅復合材料作為催化劑用于催化雙氧水（H₂O₂）氧化魯米諾（Luminol）產生化學發光反應。

（一）二維多孔石墨烯/氧化亞銅復合材料的制備