[發明專利]一種三維結構的石墨烯/碳納米纖維復合材料的制備

在審

• 申請號: 201810440966.5
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108467023A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 俞澤民;王婉秋;岳紅彥;高鑫;關恩昊;王釗;張宏杰;宋珊珊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C01B32/186
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種三維結構的石墨烯/碳納米纖維復合材料的制備，涉及一種納米復合材料的制備方法及其應用，本發明是要解決現有材料應用于左旋多巴檢測時靈敏度低和檢測限較高的問題。方法如下：一、靜電紡絲法；二、化學鍍鎳法；三、化學氣相沉積法。一種三維結構的石墨烯/碳納米纖維復合材料可以作為電極材料檢測左旋多巴。本發明主要用于制備一種三維結構的石墨烯/碳納米纖維復合材料。

技術領域

本發明涉及一種三維結構的石墨烯/碳納米纖維復合材料的制備方法及電化學檢測左旋多巴。

背景技術

碳納米纖維是介于碳納米管與普通碳纖維之間的一維碳材料，碳納米纖維具有優良的物理性能、力學性能和化學穩定性，如較大的表面積、較高的機械強度和楊氏模量。目前，碳納米纖維的應用主要集中在傳統航空航天和體育娛樂產品上，并在儲氫材料、儲能材料、催化劑載體、電子元件等領域引起了廣泛的關注和應用。聚丙烯腈是制備納米碳納米纖維的主要前驅體，因為可以通過控制后期碳化和穩定化溫度來靈活控制碳納米纖維的強度和彈性模量。

石墨烯是一種具有二維六邊形晶格結構的碳材料，具有獨特的電子結構和物理化學性質，如大的表面積，高導電性，優良的機械性能以及生物相容性。這些特性使其在超級電容器、鋰離子電池、太陽能電池、氫儲存、傳感器和其他領域受到廣泛關注。目前，石墨烯的主要制備方法是機械剝離、氧化還原、外延生長和化學氣相沉積法。化學氣相沉積(CVD)可以用來制備高質量缺陷少的石墨烯。CVD法一般以碳氫化合物作為碳源，在Ni基或Cu基上生長。

帕金森病(PD)是由于多巴胺無法穿透血腦屏障進入中樞神經系統造成的，是老年人常見的神經退行性疾病。左旋多巴(LD)是多巴胺(DA)的前體，它可以通過血腦屏障在酶的作用下轉化為DA，它是治療帕金森病的有效治療劑。然而，過量攝入LD是有害的，會引起惡心、食欲減退和運動障礙等副作用。因此，準確的檢測LD濃度是非常重要的。

發明內容

本發明是要解決現有材料應用于左旋多巴檢測時靈敏度低和檢測限較高的技術問題，從而提供一種三維結構的石墨烯/碳納米纖維復合材料的制備方法。

本發明提供的一種三維結構的石墨烯/碳納米纖維復合材料的制備方法是按以下步驟進行：

一、靜電紡絲法

1）將 1 g 聚丙烯腈粉末溶解于 10 mL 二甲基甲酰胺溶液，并且在溫度為80℃~150℃的條件下加熱攪拌1 h~2 h，得到靜電紡絲溶液。然后，取10 mL~20 mL上述溶液轉移到注射器中，將注射器固定于注射泵上，在電壓為10 kV~20 kV下進行靜電紡絲，溶液流速為 1mL/h~3 mL/h，收集距離為10 cm~15 cm；

2）將聚丙烯腈纖維置于鼓風干燥箱中，以 1℃/min ~2℃/min的速度升溫到300℃~400℃，保溫1 h~2 h 進行穩定化處理；

3）將穩定化處理過后的聚丙烯腈纖維置于管式爐中央，在氬氣保護下從室溫以5℃/min~10℃/min的速度升溫到800℃~1000℃，并在溫度800℃~1000℃的條件下保溫 60 min~100 min，然后隨爐冷卻到室溫，得到碳納米纖維，步驟一 3）中所述的氬氣的流速為 300sccm~500 sccm；

二、化學鍍鎳法