[發明專利]一種三維玫瑰狀硫化釩納米片球-還原氧化石墨烯復合材料的制備及應用

有效

• 申請號: 202110479841.5
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113247949B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 岳紅彥;張浩鵬;高鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B32/184;G01N27/327;G01N27/36;B82Y15/00;C03C17/34
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本發明屬于新型納米功能材料與電化學生物傳感檢測技術領域，公開了一種三維玫瑰花狀硫化釩納米片球?還原氧化石墨烯復合材料的制備。本發明是要解決現有材料在檢測腎上腺素時靈敏度差和檢測限高的問題。本發明主要制備方法如下：一、一種三維玫瑰花狀的硫化釩納米片球制備；二、采用一步水熱法制備玫瑰花狀硫化釩納米片球?氧化石墨烯復合材料；三、自動噴涂法制備出玫瑰花狀硫化釩納米片球?氧化石墨烯/ITO電極；四、熱處理法制備出硫化釩納米片球?還原氧化石墨烯/ITO電極。本發明工藝流程簡單、成本低，制備的三維玫瑰花狀硫化釩納米片球在還原氧化石墨烯納米片中均勻分布，提供了高比表面積，豐富的活性位點，并具復合材料有良好的導電性。用作電化學生物傳感器的電極材料時，該電極可以對腎上腺素表現出較強的電化學信號響應。

技術領域

本發明涉及一種玫瑰花狀硫化釩納米片球-還原氧化石墨烯復合材料電極的制備及電化學檢測腎上腺素。

背景技術

硫化釩是二維層狀過渡金屬化合物的一員，是由釩原子夾在兩層硫原子之間通過共價鍵與范德華力堆積而成。在硫化釩的各種形態中，三維玫瑰花狀硫化釩納米片球具有較大的比表面積、更多的活性位點和更快的電子轉移速率。而且，硫化釩具有易合成的優點以及優異的生物兼容性和化學穩定性。硫化釩是一種無帶隙的金屬硫化物，可以表現出金屬特性，但是導電性能不及碳材料。

石墨烯是一種具有二維蜂窩晶格和單個碳原子厚的碳質材料，因其高電導率和優異的電催化性能，是廣泛應用于生物傳感器的碳材料之一。還原氧化石墨烯法是制備石墨烯的主要方法。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，然而往往使用諸如肼或氫醌等有毒化學物質。GO的熱還原是一種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，將三維的玫瑰花狀硫化釩納米片球與還原氧化石墨烯的結合具有重要意義，可以利用硫化釩豐富的活性位點和石墨烯的高電導率來提高對腎上腺素的電化學檢測性能。

腎上腺素(EP)是一種重要的神經遞質，是人體每天分泌的一種激素。EP過量可引起血壓驟然升高、肌張力肌病和嚴重的腦出血，EP不足則可引起食欲不振、心律不齊和全身乏力。因此，準確定量分析人體內EP濃度具有重要意義。

發明內容

本發明是要解決現有材料在檢測腎上腺素時靈敏度低和選擇性差的問題，開發一種玫瑰花狀硫化釩納米片球-還原氧化石墨烯復合材料電極，從而提供一種玫瑰花狀硫化釩納米片球-還原氧化石墨烯復合材料電極的制備方法。

本發明提供的一種玫瑰花狀硫化釩納米片球-還原氧化石墨烯復合材料電極的制備方法按以下步驟進行：

一、三維玫瑰花狀的硫化釩納米片球制備

1)將1～2g硫代乙酰胺和0.2～0.3g偏釩酸鈉加入到60～80ml去離子水中，隨后加入一定量的氨水，放置在磁力攪拌器進行攪拌，溶液逐漸變成淡黃色。步驟一1)中磁力攪拌器的攪拌速率為400-600r/min。

2)將步驟一1)中的混合液轉移到100ml的聚四氟乙烯內襯中，置于不銹鋼高壓釜中。擰緊不銹鋼高壓釜，在一定溫度下加熱6～9h；

3)將步驟一2)中水熱反應得到的產物在空氣中自然冷卻至室溫，將得到的材料先后用去離子水和乙醇清洗，過濾。最后，在真空爐中80℃干燥4～6小時后，得到三維玫瑰花狀的硫化釩納米片球。

二、一步水熱法制備玫瑰花狀硫化釩片球-氧化石墨烯復合材料

1)將步驟一1)中得到的混合溶液，加入一定量的氧化石墨烯，放置在磁力攪拌器進行攪拌，劇烈攪拌至溶解直至溶液變成深黑色。攪拌時間為1h～3h得到水熱反應溶液。

2)將步驟二1)中的混合液轉移到100ml的聚四氟乙烯內襯中，置于不銹鋼高壓釜中；擰緊不銹鋼高壓釜，在170℃下加熱6～9h。