[發(fā)明專(zhuān)利]聚吡咯@ZIF-8/石墨烯納米復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910098098.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109880363B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 渠鳳麗;孔維素;李欽;趙文志;牛現(xiàn)康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 曲阜師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L79/04
• 分類(lèi)號(hào): C08L79/04;C08L87/00;C08K3/04;C08G83/00;C08G73/06;G01N27/327
• 代理公司: 青島發(fā)思特專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 蔡紹強(qiáng)

本發(fā)明屬于納米新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚吡咯@ZIF?8/石墨烯納米復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用，本發(fā)明制備時(shí)利用PPy作為GAs和ZIF?8之間的橋梁，加強(qiáng)結(jié)合，通過(guò)原位生長(zhǎng)方法成功合成PPy@ZIF?8/GAs復(fù)合材料，使體系的催化活性超過(guò)了單組分系統(tǒng)，提高了納米材料的電化學(xué)特性，本發(fā)明成功合成了PPy@ZIF?8/GAs納米復(fù)合材料，制備的復(fù)合材料應(yīng)用于快速檢測(cè)Dcp的電化學(xué)生物傳感器，對(duì)Dcp的檢測(cè)穩(wěn)定性好，良好的抗干擾能力，檢測(cè)限低，檢測(cè)下限為16pM。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚吡咯@ZIF-8/石墨烯納米復(fù)合材料的制 備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

如今，工業(yè)生產(chǎn)引起的水環(huán)境污染已成為全世界日益關(guān)注的問(wèn)題。Dcp(2,2-亞甲基雙(4- 氯苯酚))是一種典型的氯化苯酚，由于其高毒性，致癌性和在環(huán)境中的持久性，是一種常 見(jiàn)且極其有害的環(huán)境污染物。它廣泛用于殺蟲(chóng)劑，防腐劑，獸藥，化學(xué)肥料和個(gè)人護(hù)理配方 中，導(dǎo)致嚴(yán)重的健康疾病，如瘙癢，微弱，貧血和癌癥)。鑒于此，Dcp分析對(duì)于降低其對(duì) 水生生物和人類(lèi)的健康風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。到目前為止，色譜法是最常用的Dcp檢測(cè)方法。這種 方法準(zhǔn)確有效，但也涉及昂貴的設(shè)備和復(fù)雜的檢測(cè)程序。相比之下，電化學(xué)技術(shù)更優(yōu)選，因 為它具有良好的靈敏度，快速響應(yīng)，低成本和易操作性。據(jù)我們所知，關(guān)于Dcp的電化學(xué)檢 測(cè)的報(bào)道很少。例如，基于摻入β-環(huán)糊精的多壁碳納米管(β-CD/MWCNTs)修飾電極，已經(jīng)提出了Dcp的伏安檢測(cè)。但是，需要提高靈敏度。因此，探索新的電極材料以實(shí)現(xiàn)Dcp的靈 敏檢測(cè)具有重要意義。

金屬有機(jī)骨架(MOF)是一種由無(wú)機(jī)金屬中心和橋接有機(jī)配體組成的結(jié)晶多孔材料。它 因其較大的表面積，豐富的可調(diào)孔徑以及化學(xué)穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于多相催化，吸附/分離， 藥物輸送，儲(chǔ)能和傳感器。具體而言，ZIF-8是一種經(jīng)典的沸石咪唑基MOF，由于其微孔性， 易合成，大表面積和可控功能，在電化學(xué)傳感應(yīng)用中引起了廣泛關(guān)注。然而，純ZIF-8的性 能可能受其導(dǎo)電性差的負(fù)面影響。解決這些問(wèn)題的有效方法是將ZIF-8與其他導(dǎo)電材料相結(jié) 合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供聚吡咯@ZIF-8/石墨烯納米復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用，以解決上述 問(wèn)題。

本發(fā)明所述的聚吡咯@ZIF-8/石墨烯納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步 驟:

(1)將氧化石墨烯(GO)水溶液與吡咯(Py)液體混合得混合液，將混合液置于FeCl₃·6H₂O 水溶液攪拌形成聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)水凝膠，將聚吡咯/氧化石墨烯水凝膠轉(zhuǎn)移至 高壓釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱反應(yīng)后冷卻、洗滌、冷凍干燥得聚吡咯/石墨烯氣凝膠(PPy/GAs)；

(2)將Zn(NO₃)·6H₂O和步驟(1)中制得的聚吡咯/石墨烯氣凝膠投入CH₃OH中混 合并用超聲處理得懸浮液，在攪拌條件下將懸浮液加入到含有2-甲基咪唑的CH₃OH溶液中，靜置沉降后離心收集粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用甲醇洗滌后干燥過(guò)夜得聚吡咯@ZIF-8/石墨烯納米復(fù)合 材料(PPy@ZIF-8/GAs)成品。

步驟(1)中高溫反應(yīng)的工藝條件為：水熱反應(yīng)溫度為175-185℃，反應(yīng)時(shí)間為11-13h， 步驟(1)中冷凍干燥時(shí)間為23-25h。

步驟(1)中氧化石墨烯水溶液的濃度為1.8-2.2mg/mL，F(xiàn)eCl₃·6H₂O水溶液的濃度為 4.145-4.182mol/L。

步驟(1)中制得的聚吡咯/石墨烯氣凝膠的濃度為2.9-3.1mg/mL。