基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及食品检测技术，特别公开了一种基于纳米多孔铂‑氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法及其应用。该基于纳米多孔铂‑氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法，以玻碳电极为基底电极，其特征为，在基底电极表面修饰上纳米多孔铂‑氧化钴杂化材料，将纳米多孔铂‑氧化钴杂化材料、碳粉、乙醇和Nafion溶液超声混合，形成均匀的墨汁状悬浊液，将悬浊液滴涂于打磨光亮的玻碳电极表面，晾干，即得修饰电极。本发明专利技术产品检测过程快速，不需要任何样品标记和探针修饰，灵敏度高，检测限低；杂化材料是纳米多孔氧化钴和铂纳米粒子互相稳定的结合体，有效防止铂纳米粒子的团聚，材料铂的用量很低，大大降低了检测亚硝酸盐的成本。

【技术实现步骤摘要】
基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法及其应用（一）
本专利技术涉及食品检测技术，特别涉及一种基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法及其应用。（二）
技术介绍
亚硝酸盐是一种常用的食品添加剂，在肉制品的制作中，可以保持或增强其亮红的色泽和风味，并能起到抑制细菌繁殖的作用。但亚硝酸盐进入人体后会与血液中的血红蛋白作用，是蛋白中的二价铁氧化为三价铁，形成高铁血红蛋白，从而抑制正常的携氧和放氧功能，导致组织缺氧而中毒。目前对食品中亚硝酸盐的实验室检测方法主要有比色法（参见BaiyaWang,ZhenglongWu,WeidongQin,Polyamidoaminedendrimer-armedfluorescentmagneticnanoparticlesforsensitiveandselectivedeterminationofnitriteinbeverages,SensorsandActuatorsB:Chemical,2017,247,774-779）、化学发光法（参见JingWu,XiongWang,YitongLin,YongzanZheng,JinmingLin,Peroxynitrous-acid-inducedchemiluminescencedetectionofnitritebasedonMicrofluidicchip,Talanta,2016,154,73-79）、荧光法、色谱法等，这些方法一般检测过程较为繁琐，仪器配置要求高，且存在灵敏度不够、稳定性较低、耗时较长等问题。电化学传感技术因灵敏度高、响应快速、易微型化、仪器设备简单等特点受到了关注。为了提高亚硝酸盐的检测性能，基于纳米材料的修饰电极发展迅速。其中，铂纳米粒子因比表面积大、粒径可控、电催化性能好等优势被应用于电化学传感器的制备和亚硝酸盐的检测中（参见(a)JianLiu,XiangjieBo,ZhengZhao,LipingGuo,HighlyexposedPtnanoparticlessupportedonporousgrapheneforelectrochemicaldetectionofhydrogenperoxideinlivingcells,BiosensorsandBioelectronics,2015,74,71-77.(b)ZhenyuanBai,ChunleiZhou,NingGao,HaijunPang,HuiyuanMa,Achitosan-Ptnanoparticles/carbonnanotubesdopedphosphomolybdatenanocompositeasaplatformforthesensitivedetectionofnitriteintapwater,RSCAdvances,2016,6,937-946）。这些研究存在的关键问题是在操作过程中铂纳米粒子容易发生团聚，降低了其电催化活性和比表面积，而且大量使用贵金属铂提高了检测亚硝酸盐的成本，限制了大批量应用。（三）
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种灵敏度高、检测限低、成本低的基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法及其应用。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法，以玻碳电极为基底电极，在基底电极表面修饰上纳米多孔铂-氧化钴杂化材料，具体制备步骤为：（1）高温熔融纯铝、钴、铂成为合金，在冷却过程中利用冷轧技术将其做成薄片，将薄片在氢氧化钠溶液中腐蚀掉铝，记得纳米多孔铂-氧化钴杂化材料；（2）将纳米多孔铂-氧化钴杂化材料、碳粉、乙醇和Nafion溶液超声混合，形成均匀的墨汁状悬浊液，将悬浊液滴涂于打磨光亮的玻碳电极表面，晾干，即得修饰电极。本专利技术提供了一种整体具有纳米多孔结构的铂和氧化钴复合材料，详细的说，是铂纳米粒子镶嵌在氧化钴表面或内部的一种纳米复合材料，是在去合金过程中自组装形成的复合物；铂纳米粒子与氧化钴互相稳定，避免了纳米粒子的团聚，贵金属和过渡金属氧化物的结合可显著提高对亚硝酸盐的传感性能和检测能力。本专利技术的更优技术方案为：所述修饰电极为电流型传感器。步骤（1）中，纯铝、钴、铂的摩尔比为80-90:9.5-17:0.5-3。步骤（2）中，将纳米多孔铂-氧化钴杂化材料3-5mg、碳粉3-5mg、乙醇300-500μL和Nafion溶液80-130μL超声混合，形成均匀的墨汁状悬浊液。上述修饰电极在食品中亚硝酸盐的电化学检测中的应用，包括如下步骤：（1）配制亚硝酸盐标准溶液；（2）采用三电极体系，以修饰电极为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，在固定电位下，利用计时电流法测定不同浓度亚硝酸盐的电流-时间曲线，并绘制电流-亚硝酸盐浓度标准曲线；（3）将食品样品进行前处理和亚硝酸提取处理，作为待测样品，对待测样品进行电流-时间电化学检测，读取电化学响应电流，根据电流-亚硝酸盐浓度标准曲线计算得出食品中亚硝酸盐的含量。本专利技术采用基于纳米多孔铂-氧化钴稳定杂化材料构建的电化学修饰电极并作为工作电极，采用计时电流法检测食品中亚硝酸盐的含量。优选的是，步骤（2）中，固定电位为相对于饱和甘汞电极的+0.80V～+1.00V，最佳检测电位为+0.90V。本专利技术修饰电极在检测食品中亚硝酸盐的应用是基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极，具有相互稳定的铂纳米粒子与氧化钴纳米复合物，避免了纳米粒子的团聚，贵金属和过渡金属氧化物的结合对亚硝酸盐具有良好的电催化活性。本专利技术通过新型稳定的纳米材料和电化学检测技术相结合，检测食品中亚硝酸盐的含量，解决了当前食品领域亚硝酸盐检测中存在的样品处理繁琐、检测过程慢、灵敏度低等问题，具有快速、灵敏、检测限低、实时、成本低等优点。本专利技术产品检测过程快速，不需要任何样品标记和探针修饰，灵敏度高，检测限低；杂化材料是纳米多孔氧化钴和铂纳米粒子互相稳定的结合体，有效防止铂纳米粒子的团聚，材料铂的用量很低，大大降低了检测亚硝酸盐的成本。（四）附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术去合金前Al85Co14Pt1及去合金后纳米多孔铂-氧化钴的XRD图；图2为纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的SEM图；图3为修饰电极在空白和含10mM亚硝酸钠的磷酸盐缓冲液中的循环伏安图，以及裸玻碳电极在含10mM亚硝酸钠的磷酸盐缓冲液中的循环伏安图；图4为裸玻碳电极和修饰电极对连续加入不同浓度的亚硝酸钠的计时电流曲线图；图5为图4的局部放大图；图6为图4得到的检测亚硝酸钠的i-c标准曲线图；图7为修饰电极对持续搅拌的磷酸盐缓冲液的计时电流响应图。（五）具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对
技术实现思路
的描述，并不构成对本专利技术保护范围的限制。根据本专利技术的基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极，是在基底电极表面修饰纳米多孔铂-氧化钴杂化材料。所述的纳米多孔铂-氧化钴杂化材料是在铝钴铂三元合金在去合金过程中自组装和氧化过程形成的互相稳定的纳米复合材料。可采用如下方法制备：高温熔融一定配比的纯铝、钴、铂成为合金，在冷却过程中利用冷轧技术将其做成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纳米多孔铂‑氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法，以玻碳电极为基底电极，其特征为，在基底电极表面修饰上纳米多孔铂‑氧化钴杂化材料，具体制备步骤为：（1）高温熔融纯铝、钴、铂成为合金，在冷却过程中利用冷轧技术将其做成薄片，将薄片在氢氧化钠溶液中腐蚀掉铝，记得纳米多孔铂‑氧化钴杂化材料；（2）将纳米多孔铂‑氧化钴杂化材料、碳粉、乙醇和Nafion溶液超声混合，形成均匀的墨汁状悬浊液，将悬浊液滴涂于打磨光亮的玻碳电极表面，晾干，即得修饰电极。

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法，以玻碳电极为基底电极，其特征为，在基底电极表面修饰上纳米多孔铂-氧化钴杂化材料，具体制备步骤为：（1）高温熔融纯铝、钴、铂成为合金，在冷却过程中利用冷轧技术将其做成薄片，将薄片在氢氧化钠溶液中腐蚀掉铝，记得纳米多孔铂-氧化钴杂化材料；（2）将纳米多孔铂-氧化钴杂化材料、碳粉、乙醇和Nafion溶液超声混合，形成均匀的墨汁状悬浊液，将悬浊液滴涂于打磨光亮的玻碳电极表面，晾干，即得修饰电极。2.根据权利要求1所述的基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法，其特征在于：所述修饰电极为电流型传感器。3.根据权利要求1所述的基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，纯铝、钴、铂的摩尔比为80-90:9.5-17:0.5-3。4.根据权利要求1所述的基于纳米多孔铂-氧化钴杂化材料的修饰电极的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，将纳米多孔铂-氧化钴杂化材料3-5mg、碳粉3-5mg、乙醇300-500μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢璐，崔波，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37