[發明專利]一種氧化鋅納米花-石墨烯復合材料的制備及應用

有效

• 申請號: 201810965281.2
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109239154B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 岳紅彥;吳鵬飛;張騰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種氧化鋅納米花?石墨烯復合材料的制備及應用，屬于新型功能材料與生物傳感器檢測技術領域。本發明是要解決現有材料在檢測左旋多巴時靈敏度低和選擇性差的問題。本發明主要制備方法如下：一、水熱法制備出氧化鋅納米花；二、Hummers法制備氧化石墨烯；三、自動噴涂法制備出氧化鋅納米花?氧化石墨烯復合材料電極；四、熱還原法制備出氧化鋅納米花?石墨烯復合材料。本發明制備的一種氧化鋅納米花?石墨烯復合材料具有比表面積大、電導率高和生物相容性好等優點，可以作為電極材料檢測左旋多巴。

技術領域

本發明涉及一種氧化鋅納米花-石墨烯復合材料的制備及應用。

背景技術

氧化鋅，一種眾所周知的半導體材料，具有3.37eV的寬帶隙。氧化鋅的形貌包括納米棒，納米花，納米線，納米片等。其中，氧化鋅納米線具有形貌可控、易合成的優點以及優異的生物兼容性和化學穩定性。由納米線組成的納米花具有大的孔隙率和更大的比表面積，使它與溶液的接觸面積更大。此外，三維結構為電子轉移提供了方便快捷的通道。但是ZnO納米花在生物傳感器中的進一步應用受到其低電子電導率的固有限制的阻礙。

石墨烯，一種具有二維蜂窩晶格和單個碳原子厚的碳質材料。石墨烯在過去幾年中已在生物傳感器中得到廣泛研究，因為其具有高內在載流子遷移率，理論比表面積大和高化學穩定性。制備石墨烯的方法中，還原氧化石墨烯（GO）法是一種簡單的方法。石墨烯還原的方法很多，如化學還原，熱還原和電化學還原。 GO的化學還原最廣泛地用于合成石墨烯，然而，使用諸如肼或氫醌等有毒化學物質的使用使其成為不太合適的方法。GO的熱還原可以用作GO的化學還原的替代物，因為它提供了快速，綠色和廉價的材料合成方法。還原氧化石墨烯（rGO）具有較好的導電性，且表面具有許多含氧官能團，大大增加了表面的親水性。因此將氧化鋅與石墨烯優點結合起來制備出復合材料具有重要意義。

帕金森病是一種常見的神經系統變性疾病，最主要的病理改變是中腦黑質多巴胺能神經元的變性死亡，由此引起多巴胺含量顯著減少而致病。直接添加多巴胺對治愈疾病沒有幫助，因為它不能通過血腦屏障。左旋多巴（LD）可以穿過血腦屏障進入中樞神經系統，并在芳香族氨基酸脫羧酶的作用下生成多巴胺，以彌補腦部多巴胺的不足，但是LD的自身氧化發生在外周系統中，這將導致一些副作用，例如偏執狂精神分裂癥和運動障礙。尿酸（UA）是人體嘌呤代謝的最終產物。由于UA和LD在許多生物系統中共存。因此，如何在尿酸干擾下精確的檢測左旋多巴具有重要的實際意義。

發明內容

本發明是要解決現有材料在檢測左旋多巴時靈敏度低和選擇性差的問題，開發一種氧化鋅納米花-石墨烯復合材料，從而提供一種氧化鋅納米花-石墨烯復合材料的制備方法。

本發明提供的一種氧化鋅納米花-石墨烯復合材料的制備方法按以下步驟進行：

一、水熱法制備出氧化鋅納米花

1）將0.04mol/L～0.06mol/L的硝酸鋅溶液、0.04mol/L～0.06mol/L的六亞甲基四胺溶液和0.03mol/L～0.08mol/L的氨水溶液添加到60mL~80mL的去離子水中，放置在磁力攪拌器進行攪拌。步驟一1）中磁力攪拌器的攪拌速率為400-600r/min；攪拌時間為8min～15min得到水熱反應溶液；

2）步驟一1）中的水熱反應溶液轉移至不銹鋼高壓反應釜中。90-130℃條件下水熱反應10-14 h。步驟一2）中不銹鋼高壓反應釜內襯為聚四氟乙烯；

3）步驟一2）中水熱反應得到的產物在空氣中自然冷卻至室溫，得到氧化鋅納米花，打開反應釜用蒸餾水將材料清洗干凈，并將過濾后的氧化鋅納米花轉移到培養皿中，放入干燥箱中在60℃～100℃下干燥1~3小時得到氧化鋅納米花；

二、Hummers法制備氧化石墨烯