用电化学制备复合材料的方法技术

本发明专利技术公开了用电化学制备复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：S1：以氧化石墨烯、可溶性三价铁盐和二价铁磁性金属盐为原料，用一步原位法制备得到铁磁/石墨烯纳米复合材料；其中：所述二价铁磁性金属盐为Zn盐、Co盐、Ni盐、Mn盐或Cu盐；S2：纤维表面去油处理，编织纤维预制体，电化学浸入制备金属基复合材料，若是金属材料采用有机溶剂法或加热法进行处理；S3：将铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰到电极表面，利用电化学沉积法将贵金属沉积到复合材料表面，得到基于磁性纳米复合材料基的电化学传感器。

Method of electrochemical preparation of composite materials

The invention discloses a method for electrochemical preparation of composite materials, which comprises the following steps: S1: Ferromagnetic/graphene nanocomposite materials are prepared by one-step in-situ method using graphene oxide, soluble trivalent iron salt and ferromagnetic metal salt as raw materials; the ferromagnetic metal salt is Zn salt, Co salt, Ni salt, Mn salt or Cu salt; S2: fiber surface is removed; Oil treatment, braided fiber preform, electrochemical immersion to prepare metal matrix composites, if the metal materials are treated by organic solvent or heating method; S3: Ferromagnetic/graphene nanocomposites are modified to the electrode surface, precious metals are deposited on the composite surface by electrochemical deposition method, and electrochemical sensors based on magnetic nanocomposite matrix are obtained.

【技术实现步骤摘要】
用电化学制备复合材料的方法
本专利技术涉及一种材料制备方法，具体涉及用电化学制备复合材料的方法。
技术介绍
过氧化氢(H2O2)具有强氧化性，作为高效消毒灭菌剂和漂白剂，广泛应用于食品卫生、环保、纺织、化工等领域，但H2O2的过量残留对人体健康以及生态环境会造成严重危害，如氧化人体细胞从而加速衰老、使人体遗传物质发生变异或者基因突变；促使酸雨的形成，严重破坏植被；造成鱼虾死亡给水产养殖业造成严重损失等。因此对H2O2进行准确、快速、灵敏的检测显得尤为重要。目前，测定H2O2的方法有分光光度法、化学发光法、荧光光度法、色谱法等。但由于这些方法存在灵敏度低、操作复杂、仪器分析方法费用较高，且难于进行现场监测等缺点，建立一种痕量H2O2的快速测定方法具有重要意义。电化学生物传感器因具有操作简单、灵敏度高、线性范围宽、快速而稳定的响应信号等优点，受到人们的广泛关注。在已有报道的电化学H2O2传感器中，大多数要利用辣根过氧化物酶(HRP)的高效催化功能。而酶是一种具有活性的蛋白质，价格昂贵且易变性失活，对保存、检测条件要求也较苛刻，使其实际应用价值受到限制。纳米材料由于其独特的结构和形态，表现出良好的光电活性、磁性及催化性能。因此，近年来，利用纳米材料进行传感器研究已经引起了人的广泛兴趣。自2007年Fe3O4纳米颗粒被报道具有类过氧化物酶活性以来，铁氧化物磁性纳米材料在电化学传感研究领域中占据非常重要的地位。然而，未经修饰的尖晶型铁磁颗粒很容易团聚，极不稳定，它的应用也面临着巨大的挑战。石墨烯是一种只有一个碳原子厚度的二维材料，当把零维的铁磁纳米颗粒负载到石墨烯上，这种杂化的纳米结构不但可以保持他们原有的单一材料的性能，而且会展现出更好的协同作用。同时，将具有良好生物相容性和稳定性的贵金属与上述材料形成复合材料，构成一个友好的电化学传感界面，对于H2O2的快速、简便检测具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种工艺简单的基于磁性纳米复合材料的电化学传感器的制备方法。该电化学传感器可用于检测过氧化氢，且具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、选择性号、检测线宽等特性，目的在于提供用电化学制备复合材料的方法，解决上述的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：用电化学制备复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：S1：以氧化石墨烯、可溶性三价铁盐和二价铁磁性金属盐为原料，用一步原位法制备得到铁磁/石墨烯纳米复合材料；其中：所述二价铁磁性金属盐为Zn盐、Co盐、Ni盐、Mn盐或Cu盐；S2：纤维表面去油处理，编织纤维预制体，电化学浸入制备金属基复合材料，若是金属材料采用有机溶剂法或加热法进行处理；S3：将铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰到电极表面，利用电化学沉积法将贵金属沉积到复合材料表面，得到基于磁性纳米复合材料基的电化学传感器。所述步骤S1中首先将0.03-0.3g氧化石墨烯加入到置有一缩二乙二醇溶剂的反应装置中，超声1-5h，使氧化石墨烯均匀分散于溶剂中；接着，向反应装置中加入0.12-1.2g可溶性三价铁盐和二价铁磁性金属盐搅拌均匀，并在氮气保护下190-220℃加热搅拌0.5-2h；最后，向混合物中迅速加入5-50mLNaOH/DEG储备液，加完后在190-220℃温度下反应1-5h，产物离心分离并洗涤，得到铁磁/石墨烯纳米复合材料；其中：所述二价铁磁性金属盐为Zn盐、Co盐、Ni盐、Mn盐或Cu盐。所述步骤S3中取铁磁/石墨烯纳米复合材料加入到乙醇水溶液中超声震荡，得到分散均匀的铁磁/石墨烯纳米复合材料悬浮液；接着，将其滴加到预处理的电极上，室温真空干燥，得到铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰电极；然后，以铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰电极为工作电极，饱和甘汞电极SCE为参比电极，铂网电极为辅助电极，在含有KCl和贵金属前驱物的混合溶液中，控制-0.8-0.5V电位范围内，采用循环伏安法扫描；结束后用超纯水冲洗，并自然干燥，得到贵金属/铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰电极，即为基于磁性纳米复合材料的电化学传感器。本专利技术采用一步原位法合成尖晶型铁磁/石墨烯纳米复合材料，将该复合材料修饰到电极表面，再利用电化学沉积的方法将贵金属沉积到复合材料表面，形成新型磁性纳米复合材料。其中，石墨烯为磁性纳米颗粒和贵金属提供了良好的固定环境，贵金属提高了传感器的催化性能和稳定性，形成了完美的整体结构，这种结构是一种导电网络，可以缩短电子和离子运输的途径，提高电子传递速度。因此，构建的电化学传感器具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、选择性好、检测线宽的特性，能对H2O2进行准确，方便的定性、定量检测。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例用电化学制备复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：S1：以氧化石墨烯、可溶性三价铁盐和二价铁磁性金属盐为原料，用一步原位法制备得到铁磁/石墨烯纳米复合材料；其中：所述二价铁磁性金属盐为Zn盐、Co盐、Ni盐、Mn盐或Cu盐；S2：纤维表面去油处理，编织纤维预制体，电化学浸入制备金属基复合材料，若是金属材料采用有机溶剂法或加热法进行处理；S3：将铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰到电极表面，利用电化学沉积法将贵金属沉积到复合材料表面，得到基于磁性纳米复合材料基的电化学传感器。所述步骤S1中首先将0.03-0.3g氧化石墨烯加入到置有一缩二乙二醇溶剂的反应装置中，超声1-5h，使氧化石墨烯均匀分散于溶剂中；接着，向反应装置中加入0.12-1.2g可溶性三价铁盐和二价铁磁性金属盐搅拌均匀，并在氮气保护下190-220℃加热搅拌0.5-2h；最后，向混合物中迅速加入5-50mLNaOH/DEG储备液，加完后在190-220℃温度下反应1-5h，产物离心分离并洗涤，得到铁磁/石墨烯纳米复合材料；其中：所述二价铁磁性金属盐为Zn盐、Co盐、Ni盐、Mn盐或Cu盐。所述步骤S3中取铁磁/石墨烯纳米复合材料加入到乙醇水溶液中超声震荡，得到分散均匀的铁磁/石墨烯纳米复合材料悬浮液；接着，将其滴加到预处理的电极上，室温真空干燥，得到铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰电极；然后，以铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰电极为工作电极，饱和甘汞电极SCE为参比电极，铂网电极为辅助电极，在含有KCl和贵金属前驱物的混合溶液中，控制-0.8-0.5V电位范围内，采用循环伏安法扫描；结束后用超纯水冲洗，并自然干燥，得到贵金属/铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰电极，即为基于磁性纳米复合材料的电化学传感器。本专利技术采用一步原位法合成尖晶型铁磁/石墨烯纳米复合材料，将该复合材料修饰到电极表面，再利用电化学沉积的方法将贵金属沉积到复合材料表面，形成新型磁性纳米复合材料。其中，石墨烯为磁性纳米颗粒和贵金属提供了良好的固定环境，贵金属提高了传感器的催化性能和稳定性，形成了完美的整体结构，这种结构是一种导电网络，可以缩短电子和离子运输的途径，提高电子传递速度。因此，构建的电化学传感器具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、选择性好、检测线宽的特性，能对H2O2进行准确，方便的定性、定量检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用电化学制备复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：以氧化石墨烯、可溶性三价铁盐和二价铁磁性金属盐为原料，用一步原位法制备得到铁磁/石墨烯纳米复合材料；其中：所述二价铁磁性金属盐为Zn盐、Co盐、Ni盐、Mn盐或Cu盐；S2：纤维表面去油处理，编织纤维预制体，电化学浸入制备金属基复合材料，若是金属材料采用有机溶剂法或加热法进行处理；S3：将铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰到电极表面，利用电化学沉积法将贵金属沉积到复合材料表面，得到基于磁性纳米复合材料基的电化学传感器。

【技术特征摘要】
1.用电化学制备复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：以氧化石墨烯、可溶性三价铁盐和二价铁磁性金属盐为原料，用一步原位法制备得到铁磁/石墨烯纳米复合材料；其中：所述二价铁磁性金属盐为Zn盐、Co盐、Ni盐、Mn盐或Cu盐；S2：纤维表面去油处理，编织纤维预制体，电化学浸入制备金属基复合材料，若是金属材料采用有机溶剂法或加热法进行处理；S3：将铁磁/石墨烯纳米复合材料修饰到电极表面，利用电化学沉积法将贵金属沉积到复合材料表面，得到基于磁性纳米复合材料基的电化学传感器。2.根据权利要求1所述的用电化学制备复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S1中首先将0.03-0.3g氧化石墨烯加入到置有一缩二乙二醇溶剂的反应装置中，超声1-5h，使氧化石墨烯均匀分散于溶剂中；接着，向反应装置中加入0.12-1.2g可溶性三价铁盐和二价铁磁性金属盐搅拌均匀，并在氮气保护下190-220℃加热搅拌0....

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建国，
申请(专利权)人：什邡市治谋化工有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51