一种纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器的制备方法，其特征在于，首先采用硫酸对氧化石墨烯进行预处理，得到预处理氧化石墨烯；然后，在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米VN：42~45%，预处理氧化石墨烯：20~25%，N‑乙基‑3‑甲基吡啶六氟磷酸盐：12~18%，液体石蜡：8~12%，石油醚：6~10%，研磨均匀，将其碳糊装入连有导线的内经为Φ5mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米VN/石墨烯复合糊电极。该电极具有比普通的碳糊电极导电性能提高2~4倍，电化学窗口宽、制备方法简单、成本低、表面易更新、残余电流小等优点。检测木犀草素灵敏度高，选择性好。

Preparation of a nano-VN/graphene composite paste electrode sensor

The invention discloses a preparation method of nano-VN/graphene composite paste electrode sensor, which is characterized in that, firstly, graphene oxide is pretreated with sulfuric acid to obtain pretreated graphene oxide; secondly, in an agate mortar, nano-VN: 42-45% is added according to the following mass percentage, and graphene oxide is pretreated: 20-25%, N-ethyl-3-methylpyridine hexafluorophosphate: 12-18%, liquid paraffin: 8-12%, petroleum ether: 6-10%. The carbon paste is evenly ground. The carbon paste is packed into a glass tube connected with wires with inner diameter of 5mm, compacted, dried, polished with metallographic sandpaper, polished and washed with deionized water. The nano-VN/graphene composite paste electrode is obtained. \u3002 The electrode has the advantages of 2-4 times higher conductivity than the ordinary carbon paste electrode, wide electrochemical window, simple preparation method, low cost, easy surface renewal and low residual current. Luteolin has high sensitivity and selectivity.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器的制备方法
本专利技术涉及一种电化学传感器的制备方法，特别涉及一种纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器的制备方法及应用。属于电化学分析领域。
技术介绍
氮化钒（VN）是一种面心立方晶体结构的多功能金属氮化物，其具有高的导电性(电导率约为106/(Ω•m)和高的电化学活性六方晶体结构，高硬度，显微硬度约为1520HV，VN的密度6.13.相对分子质量64.95.，熔点为2360度。它们都具有很高的耐磨性。是一类具有高催化活性的类贵金属催化剂和高容量电化学储能电极材料。石墨烯是碳六元环拼装的只有一层原子厚度的二维晶体。作为一类新型的超级电容器电极材料，石墨烯表现出以下众多的优势：超高的比表面积、良好的导电性能、优异的稳定的化学性能以及宽的电势窗口。单层石墨烯的容量可达21μF/cm2，但是很多情况下石墨烯都是多层叠加在一起，层与层之间的面积没有得到有效利用，其实际容量比单层石墨烯容量低。如何实现石墨烯的有效分散是提高和改善石墨烯电化学性能的重要途径。另外，将石墨烯与其他纳米结构复合也抑制石墨烯片层的重叠。将高容量的过渡金属氮化物或导电聚合物与石墨烯进行叠层复合，一方面石墨烯被其他物质隔离开，能够减少团聚，增加电解液的流动性，另一方面，石墨烯为复合后的赝电容物质提供了电子传导的三维网络。基于石墨烯的复合材料表现出协同效应，在获得高容量的同时保持有良好的倍率性能。碳糊电极是利用导电性的炭材料，如石墨粉与憎水性的粘合剂混合制成糊状物，然后将其涂在电极棒的表面或填充入电极管中而制成的一类电极。由于碳糊电极无毒、电化学窗口宽、制备方法简单、成本低、表面易更新、残余电流小等优点，已广泛应用于电化学分析、生物传感器制备和环境检测、食品药品分析中。但碳糊电极也存在一些缺点，如导电性能差，灵敏度低，稳定性差等。为了改进碳糊电极的性能，采用纳米VN/石墨烯复合材料作为碳糊电极的导电材料，采用离子液体作为胶粘剂，大大改善电极的性能。离子液体是完全有离子组成的在室温下呈液态的盐，具有性质稳定、导电性能优异和电化学窗口宽等优点，被广泛应用于材料、合成、生物催化和分离萃取等领域。离子液体加快了电子转移速率，提高了电极灵敏度和选择性。木犀草素（luteolin）是一种天然黄酮类化合物，存在于多种植物中。具有多种药理活性，如消炎、抗过敏、降尿酸、抗肿瘤、抗菌、抗病毒等，临床主要用于止咳、祛痰、消炎、降尿酸、治疗心血管疾病、治疗“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”，SARS，肝炎等。药用植物中木犀草素有效成分的测定方法有比色法、库伦滴定法、荧光光度法、薄层扭描法。但上述四种测定方法操作均较繁琐、灵敏度不高、精密度和准确度亦不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用N-乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐作为胶粘剂制备一种纳米VN/石墨烯复合糊电极，提供了一种纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器的制备方法，并应用检测木犀草素中。仪器与试剂CHI660B电化学工作站（上海辰华仪器公司），实验采用三电极体系：铂丝电极为辅助电极，Ag/AgCl为参比电极（SCE），纳米VN/石墨烯复合糊电极（GCE）为工作电极；KQ-250E型超声波清洗器（坤峰超声仪器有限公司）。纳米VN，氧化石墨烯，N-乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐，无水乙醇，氢氧化钠，液体石蜡，石油醚、硫酸，硝酸，双氧水，磷酸盐缓冲溶液，所用试剂均为分析纯，水为去离子水。本专利技术的目的通过如下技术方案实现。一种纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：（1）氧化石墨烯预处理：在反应器中，按如下质量百分比加入，去离子水：70~75%，浓硫酸：8~12%，混合均匀，冷至室温，加入氧化石墨烯：15~20%，各组分之和为百分之百，于室温浸泡15~18h，固液分离，用去离子水洗涤无硫酸根，干燥，研磨至粉末，即得预处理氧化石墨烯；（2）纳米VN/石墨烯复合糊电极的制备：在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米VN：42~45%，预处理氧化石墨烯：20~25%，N-乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐：12~18%，液体石蜡：8~12%，石油醚：6~10%，各组分之和为百分之百，研磨均匀，即得纳米VN/石墨烯/N-乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐混合物碳糊；然后将其碳糊装入连有导线的内经为Φ5mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米VN/石墨烯复合糊电极。步骤（2）所述的液体石蜡为环保级液体石蜡。步骤（2）所述的石油醚为石油醚60-90℃.纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器测定木犀草素步骤如下：（1）标准溶液配制：配制一组包括空白标样在内的不同浓度的木犀草素标准溶液，底液为pH7.0~7.5的磷酸盐缓冲溶液；（2）将Ag/AgCl为参比电极，铂丝电极为辅助电极，本专利技术制备的纳米VN/石墨烯复合糊电极为工作电极组成三电极系统，连接CHI660B电化学工作站，底液为pH7.1的磷酸盐缓冲溶液，在-0.6~1.0V的电位范围，以50mV/s循环扫描15min，取出洗涤。然后采用计时电流法扫描该溶液，工作电压为-1.0V，取不同浓度下木犀草素的峰电流值与木犀草素浓度做工作曲线；（3）木犀草素的检测：用待测样品代替步骤（1）中的木犀草素标准溶液，按照步骤（2）的方法进行检测，根据响应电流降低的差值△I和工作曲线，得到待测样品中木犀草素的含量；本专利技术的优点及效果是：（1）本专利技术制备纳米VN/石墨烯复合糊电极，在碳糊电极中加入氮化钒，以N-乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐作为胶粘剂，将氮化钒与氧化石墨烯混合制备的碳糊电极比普通的碳糊电极导电性能提高2~4倍，电化学窗口宽、制备方法简单、成本低、表面易更新、残余电流小等优点；（2）本专利技术制备纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器对木犀草素表现出很高选择性和灵敏性，响应电流与木犀草素的浓度在5.0×10-6~4.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系，相关系数R=0.9989，检测限为9.28×10-7mol/L；（3）本专利技术制备纳米VN/石墨烯复合糊电极在制备的过程中不使用有毒的试剂，环保绿色；（4）将本专利技术制备纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器成功用于药品、植物中木犀草素的检测中，解决了木犀草素检测困难。具体实施方式实施例1（1）氧化石墨烯预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：72mL，浓硫酸：5.5mL，混合均匀，冷至室温，加入氧化石墨烯：18g，于室温浸泡16h，固液分离，用去离子水洗涤无硫酸根，干燥，研磨至粉末，即得预处理氧化石墨烯；（2）纳米VN/石墨烯复合糊电极的制备：在玛瑙研钵中，分别加入，纳米VN：43g，预处理氧化石墨烯：22g，N-乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐：15g，液体石蜡：11mL，石油醚：15mL，研磨均匀，即得纳米VN/石墨烯/N-乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐混合物碳糊；然后将其碳糊装入连有导线的内经为Φ5mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米VN/石墨烯复合糊电极。实施例2（1）氧化石墨烯预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：75mL，浓硫酸：4.5mL，混合均匀，冷至室温，加入氧化石墨烯：17g，于室温浸泡17h，固液分离，用去离子水洗涤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米VN /石墨烯复合糊电极传感器的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：（1）氧化石墨烯预处理：在反应器中，按如下质量百分比加入，去离子水：70~75%，浓硫酸：8~12%，混合均匀，冷至室温，加入氧化石墨烯：15~20%，各组分之和为百分之百，于室温浸泡15~18h，固液分离，用去离子水洗涤无硫酸根，干燥，研磨至粉末，即得预处理氧化石墨烯；（2）纳米VN /石墨烯复合糊电极的制备：在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米VN：42~45%，预处理氧化石墨烯：20~25%，N‑乙基‑3‑甲基吡啶六氟磷酸盐：12~18%，液体石蜡：8~12%，石油醚：6~10%，各组分之和为百分之百，研磨均匀，即得纳米VN /石墨烯/ N‑乙基‑3‑甲基吡啶六氟磷酸盐混合物碳糊；然后将其碳糊装入连有导线的内经为Φ5mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米VN /石墨烯复合糊电极。

【技术特征摘要】
1.一种纳米VN/石墨烯复合糊电极传感器的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：（1）氧化石墨烯预处理：在反应器中，按如下质量百分比加入，去离子水：70~75%，浓硫酸：8~12%，混合均匀，冷至室温，加入氧化石墨烯：15~20%，各组分之和为百分之百，于室温浸泡15~18h，固液分离，用去离子水洗涤无硫酸根，干燥，研磨至粉末，即得预处理氧化石墨烯；（2）纳米VN/石墨烯复合糊电极的制备：在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米VN：42~45%，预处理氧化石墨烯：20~25%，N-乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐：12~18%，液体石蜡：8~12%，石油醚：6~10%，各组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧芝，翟玉博，李志英，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37