石墨烯多孔材料构建三联吡啶钌电化学发光传感器的方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯多孔材料构建三联吡啶钌电化学发光传感器的方法，首先，通过高温还原冷冻干燥后的氧化石墨烯复合材料制得石墨烯三维多孔材料(porous graphene,PGR)，利用Nafion的离子交换作用将三联吡啶钌(Ru(bpy)32+)固定在PGR修饰的玻碳电极上，并成功的用于对三丙胺的检测，线性范围是1×10-6到1×10-4M，检测线为1×10-9M，该传感器具有良好的稳定性和重复性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学发光传感器制备的
，具体涉及。
技术介绍
电化学发光是物质在电极表面上发生电子转移反应形成激发态而发光的过程，是由电化学反应直接或间接引起的化学发光，三联吡啶钌电化学发光保留了化学发光的优点如灵敏度高、线性范围宽、观察方便、仪器简单等，又具有自身的特点如重现性好、试剂稳定、控制容易、检测限低等，因而广泛应用于食品、药物以及环境检测等方面。相比于液态三联吡啶钌电化学发光体系，固态三联吡啶钌电化学发光具有发光试剂可循环使用的优点，能大大降低发光试剂的损耗。因而在构建电化学发光传感器是备受关注。对于构建固态电化学发光传感器，发光试剂的包埋基质是非常重要的。现有的技术中，主要使用氧化娃纳米粒子或溶胶，Naf 1n，碳纳米管和石墨稀等材料。石墨稀材料具有制备简单及导电性能好等优势，已被用于构建三联吡啶钌电化学发光传感器，但是所使用的石墨烯仅仅是分散液，由于石墨烯之间存在强烈的相互作用，很容易在电极表面形成薄膜，导致电极表面孔结构的丧失以及电极表面阻力的增加，在一定程度上影响了电化学发光传感器的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种，该方法操作简单，工艺稳定，有效防止了石墨烯在电极表面容易成膜导致电极活性面积降低的缺点。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种，具体步骤如下:(I)将石墨烯三维多孔材料(PGR)超声分散到Naf1n溶液(全氟磺酸-聚四氟乙烯溶液)中制备浓度为1.0-1Omg mL 1的悬浮液，取1-10 μ L (优选5 μ L) PGR的悬浮液滴到玻碳电极表面干燥(优选在室温下干燥，可以节约干燥的时间)；(2)将步骤(I)干燥后的电极浸入至IJ 0.02-0.2mg mL 1 Ru(bpy)3(:12溶液中浸泡时间为5-30min，将电极取出，清洗后最终获得所述的三联吡啶钌电化学发光传感器(Ru (bpy) 32+/PGR/GCE)。所述Naf1n溶液的浓度为0.5~2wt% (优选Iwt % )。上述石墨烯三维多孔材料(PGR)的制备方法，步骤如下:(I)将氧化石墨烯分散于聚乙烯醇中(优选:超声分散，分散均匀)，制得分散液；所述分散液中聚乙稀醇的浓度为2.5wt%，氧化石墨稀的浓度范围是5-7mg mL 1 (优选7mgmL ”(2)将步骤(I)制备的分散液放入液氮中冷冻后迅速放到冷冻干燥机中，开启真空模式，冷冻干燥机在真空冷冻模式下运作40-55h (优选48h)，得到氧化石墨烯多孔复合材料；(3)将步骤(2)制得的氧化石墨烯多孔复合材料在保护气体中(优选氮气)气氛中煅烧，制得石墨烯三维多孔材料(PGR)。所述冷冻干燥机功率为1200kw。所述煅烧温度为700-800°C (优选750°C )，煅烧时间为1.5-3.5h，加热速率为2-5 °C /min0上述方法制备的三联吡啶钌电化学发光传感器，所述的传感器在食品、药物以及环境检测中的应用。本专利技术的有益效果:本专利技术方法中石墨烯多孔材料保持了石墨烯良好的导电性，同时具有良好的多孔结构和大的表面积，通过使用石墨烯三维多孔材料作为发光试剂的包埋基质，有效防止了石墨烯在电极表面容易成膜导致电极活性面积降低的缺点。使用石墨烯多孔材料负载三联吡啶钌构建电化学发光传感器。相对于石墨烯来说，石墨稀多孔材料即具有良好的导电性，有具有良好的多孔结构，可防止石墨稀在电极表面上形成薄膜导致电子转移速率的降低。通过改变石墨烯多孔材料分散液的浓度，可以调节在电极表面上的微观结构和三联吡啶钌的负载量。石墨烯多孔材料修饰的电极表面具有良好的多孔结构，有利于负载生物分子等，可作为构建电化学发光生物传感器的平台。【附图说明】图1浓度分别为5mg mL 1的PGR(A)及5mg mL 1 GR⑶的扫描电镜图片；图2 Ru (bpy) 32+/2.5PGR/GCE 在存在 I X 10 5M TPA (三丙胺)时的 ECL 强度-电压曲线，扫描速度为50mV s 缓冲溶液pH = 8.2。【具体实施方式】下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1量取6mL 2.5wt%的聚乙烯醇溶液加入到盛放在烧杯中的35mg氧化石墨烯中，超声分散40min后得到均匀的分散液。随后将烧杯放入盛有液氮的浴锅中冷冻获得的氧化石墨烯分散液。待其完全冷冻之后，将所得溶液放入冷冻温度已达_60°C的冷冻干燥机中，开启真空模式，真空冷冻干燥机在真空冷冻模式下运作48小时，直至样品中的水分完全升华为止，便获得氧化石墨烯多孔复合物。随后，在750°C的氮气气氛中煅烧制备的氧化石墨烯多孔复合物，煅烧2h，加热速率为5°C /min。煅烧完毕后取出样品，得到石墨烯多孔材料。取PGR超声分散到Iwt% Naf1n溶液中制备1.25mg mL 1 PGR。取5 μ L PGR的悬浮液滴到电极表面并在室温下干燥。随后，将干燥后的电极浸入到0.2mg mL1 Ru (bpy) 3(:12溶液中来固定Ru (bpy) 32+。一段时间后，将电极取出，并用蒸馏水清洗，最终获得Ru (bpy) 32+/PGR/GCE。实施例2量取6mL 2.5wt%的聚乙烯醇溶液加入到盛放在烧杯中的35mg氧化石墨烯中，超声分散40min后得到均匀的分散液。随后将烧杯放入盛有液氮的浴锅中冷冻获得的氧化石墨烯分散液。待其完全冷冻之后，将所得溶液放入冷冻温度已达_60°C的冷冻干燥机中，开启真空模式，真空冷冻干燥机在真空冷冻模式下运作40小时，直至样品中的水分完全升华为止，便获得氧化石墨烯多孔复合物(PGR)。随后，在750°C的氮气气氛中煅烧制备的氧化石墨烯多孔复合物，煅烧3.5h，加热速率为5°C /min。煅烧完毕后取出样品，得到被还原成石墨稀的多孔块体。取一定量PGR超声分散到Iwt % Naf1n溶液中制备5mg mL 1 PGR。取5yL PGR的悬浮液滴到电极表面并在室温下干燥。随后，将干燥后的电极浸入到0.1mg mL 1 1?110^7)3(:12溶液中来固定1?110^7)32+。一段时间后，将电极取出，并用当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯多孔材料构建三联吡啶钌电化学发光传感器的方法，其特征是，具体步骤如下：(1)将石墨烯三维多孔材料分散到Nafion溶液中制备浓度为1.0‑10mg mL‑1的悬浮液，取1‑10μL PGR的悬浮液滴到玻碳电极表面干燥；(2)将步骤(1)干燥后的电极浸入到0.02‑0.2mg mL‑1 Ru(bpy)3Cl2溶液中浸泡时间为5‑30min，将电极取出，清洗后获得所述的三联吡啶钌电化学发光传感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱磊，林杰，陆璐，吴海坤，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37