[發(fā)明專利]一種肼檢測用傳感器、氮摻雜多孔碳負載銅鈷納米復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011236232.9
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112378968B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 吳芳輝;王淼;孫文斌;文國強;任美娟;查習文
• 申請（專利權）人: 安徽工業(yè)大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/48;B82Y15/00;B82Y40/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 于婉萍;平靜

本發(fā)明公開了一種肼檢測用傳感器、氮摻雜多孔碳負載銅鈷納米復合材料及其制備方法和應用，屬于無機材料合成技術領域。本發(fā)明的氮摻雜多孔碳負載銅鈷納米復合材料以氮摻雜多孔碳NPC作為基底材料，且NPC表面負載有Cu和Co納米顆粒，所述NPC為多面體中空結(jié)構；該復合材料的制備是將可溶性銅鹽和鈷鹽及粘合劑添加至氮摻雜多孔碳材料中進行反應并通過水合肼在水熱體系中液相還原而成。該復合材料作為修飾劑可實現(xiàn)肼的高靈敏度和高選擇性電化學定量測定，其分散性好，用量少，且其制備方法較為簡單，反應條件溫和，耗能少。

技術領域

本發(fā)明屬于無機材料合成技術領域，具體涉及一種肼檢測用傳感器、氮摻雜多孔碳負載銅鈷納米復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

肼又名聯(lián)氨，是含有N-N鍵的水溶性小分子化合物，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學甚至是軍事領域應用廣泛，然而，水合肼也是一種劇毒物質(zhì)，極易通過呼吸系統(tǒng)和食物鏈進入人體，即使在較低的濃度下也會損害人體健康，目前已經(jīng)確認肼是一種具有致癌和誘變效應的神經(jīng)毒物，會造成嚴重的環(huán)境和健康問題。因此，建立一種靈敏、可靠的定量檢測或分析肼的體系具有重要研究意義。

目前，對水合肼的檢測方法主要有分光光度法、化學發(fā)光法、色譜法等，但這些檢測方法操作復雜、耗時，而且需要使用一些昂貴的儀器。而電化學方法由于具有靈敏度高、檢測速度快、操作簡便和成本低廉等特點而在眾多分析法中脫穎而出。水合肼的電化學檢測方法通常為電流法檢測，這種方法是在工作電極上施加一恒定電位，水合肼在此電位下發(fā)生電氧化而產(chǎn)生氧化電流。傳統(tǒng)技術中上述工作電極通常采用裸玻碳電極，但肼在該傳統(tǒng)電極上氧化過電位較高，因此，在裸玻碳電極表面涂覆修飾劑制備得到修飾電極是近幾年科學研究者的研究熱點。目前已有報道研究將金屬配合物、六氰基高鐵酸鹽以及一些有機基質(zhì)等作為電子媒介體修飾至基底電極上用于分析肼的含量，其中納米復合材料因為能夠較高程度地改善肼的氧化過電位和電子傳遞速率而受到科研工作者的青睞。但采用現(xiàn)有修飾劑構筑得到的電化學傳感器在測定肼的過程中氧化過電位仍較大，且電子傳遞速率、檢測靈敏度及選擇性仍有待進一步提高。

如，中國專利申請?zhí)枮?014101494901的申請案公開了一種用于水合肼檢測的電化學傳感器及其應用，該申請案在玻碳電極表面修飾過氧化聚咪唑膜，具體方法為：玻碳電極預處理；將處理好的玻碳電極置于含有十二烷基磺酸鈉和咪唑的混合溶液中，在-0.2～0.8V下用循環(huán)伏安法掃描，用蒸餾水洗滌；將其置于pH＝4.0磷酸緩沖溶液中，將初始電位定為+1.8V，使用恒電位法對其進行過氧化300s形成過氧化聚咪唑膜，用蒸餾水洗滌，即得到表面覆有過氧化聚咪唑膜的電化學傳感器。該申請案的傳感器具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬等優(yōu)點，但其氧化過程不易控制，只有形成多孔的多樣化聚咪唑膜才能對肼有電催化效應，即實驗具有極大的隨機性。另外，通過循環(huán)伏安曲線可知，對比文件1中肼的氧化電位位于0.3V左右，氧化過電位較高，且其催化效果有待進一步提高。

又如，中國專利申請?zhí)枮?01310377178.3的申請案公開了一種用于催化氧化和檢測肼的生物電極材料的制備及其應用，該申請案的制備工藝包括分級結(jié)構ZnO復合碳納米纖維(ZnO/CNF)的制備和生物電極的制備，其中分級結(jié)構ZnO復合碳納米纖維(ZnO/CNF)的制備工藝包括：碳纖維→酸化氧化→洗滌超聲處理→溶液浸泡→水解→煅燒活化→洗滌→分級結(jié)抅ZnO/CNF；所述的生物電極制備工藝包括：ZnO/CNF懸浮液→混合酶蛋白液→滴涂在電極表面→干燥→生物電極。采用該申請案的生物電極實現(xiàn)了氧化還原酶直接電子傳遞過程，對肼的氧化具有良好的生物催化活性與穩(wěn)定性。但其復合材料的制備過程較為復雜，包括碳纖維酸化氧化、洗滌、超聲處理、溶液浸泡、水解、煅燒活化、洗滌等一系列過程，另外其分析研究得到的肼測定線性范圍較窄，靈敏度較低，檢測限較高，因此對肼的電化學定量檢測性能有待進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的問題