本发明专利技术公开了一种两步法制备石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的简单方法，首先合成小尺寸的纳米金，然后加入到合成石墨烯/Fe3O4的原料中，高压反应即可。合成好的石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料对苯二酚类水污染物：邻苯二酚、对苯二酚有较高的电化学响应，可用于邻苯二酚、对苯二酚的同时检测，其检测线和线性范围都比较好，并可用于实际水样中两种物质的检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石墨烯纳米复合材料的领域，具体涉及一种石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
苯二酚(DHB)是一种重要的化工原料和中间体, 广泛用于皮革、染料、化妆品、医药等行业, 由于其生产过程中产生大量含酚废水, 因而对环境和人体造成极大危害。对苯二酚(hydroquinone，HQ)和邻苯二酚(catechol，CT)是苯二酚的两种同分异构体, 其物理和化学性质十分相似, 难以用化学或物理方法分离, 定量分析困难。因此，对二者进行快速、准确、痕量分析检测具有十分重要的意义。 目前，主要的测定方法有分光光度法、比色法、气象色谱法、高效液相色谱法等，但是，这些方法前处理复杂而耗时，样品基体效应大，分析周期长，对工作人员的操作水平要求高且仪器昂贵, 不便于现场测试。由于对苯二酚和邻苯二酚具有电化学活性, 容易被氧化, 因此可用电化学方法进行检测。且电化学方法仪器简单、灵敏度高、检测快速，受到广泛的关注和应用。在现有技术中，已经报道了一些用于邻苯二酚、对苯二酚检测的电化学方法。Yin等[H. S. Yin, Q. M. Zhang, Y. L. Zhou, Q. Ma, T. Liu, L. S. Zhu, S. S. Ai, Electrochemical behavior of catechol, resorcinol and hydroquinone at graphene–chitosan composite film modified glassy carbon electrode and their simultaneous determination in water samples, Electrochimica Acta 56 (2011) 2748-2753.]以石墨烯/壳聚糖复合材料修饰的玻碳电极作为工作电极，用微分脉冲伏安法同时进行了邻苯二酚、对苯二酚的电化学检测，该方法操作简单，且可用于实际水体中两种物质的检测，但是检测线偏高，对于低浓度的检测不够灵敏。Ma等[X. M. Ma, Z. N. Liu, C. C. Qiu, T. Chen, H. Y. Ma, Simultaneous determination of hydroquinone and catechol based on glassy carbon electrode modified with gold-graphene nanocomposite, Microchim Acta 180 (2013) 461-468.]参考已经报道的方法合成了石墨烯/金复合材料，同样修饰玻碳电极、用微分脉冲伏安法对邻苯二酚、对苯二酚进行电化学检测，但是该复合材料制备过程较复杂，对两个物质的检测线性范围也不够广。因此制备简单可行，对邻苯二酚、对苯二酚有较高的电化学响应的传感器显得格外重要。到目前为止，还没有石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料用于邻苯二酚和对苯二酚的电化学检测。
技术实现思路
为克服现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的制备方法及其应用，该复合材料可用于高效、简便、灵敏的测定邻苯二酚和对苯二酚。本专利技术的技术方案如下：1. 石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的制备方法1.1首先制备氧化石墨烯，可利用hummers方法[W. S. Hummers, R. E. Offeman, Preparation of graphitic oxide，Journal of The American Chemical Society 80 (1958) 1339-1339.]。 1.2制备纳米金，可参考Jana [N. R. Jana, L. Gearheart, C. J. Murphy, Wet chemical synthesis of high aspect ratio cylindrical gold nanorods, Journal of Physical Chemistry B 105 (2001) 4065-4067.]的方法。 1.3将氧化石墨烯（1 mg/mL）超声40分钟后取7.2 ml 加入到圆底烧瓶，接着依次加入30 ml乙二醇，0.054 g FeCl3·6H2O，0.033 g 柠檬酸钠，0.150 g 无水乙酸钠，0.05 g 聚乙二醇和10 ml 纳米金，搅拌30 min后倒入50 ml 高压反应釜，200 ℃ 反应10 h。反应结束后，反应产物在磁铁的辅助下，乙醇洗涤3-5次，即制得产物。2. 邻苯二酚和对苯二酚的检测2.1 以 5 μL 1 mg/mL石墨烯/Fe3O4/金修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂电极为对电极，在CT浓度一定的情况下用微分脉冲伏安法测试条件为：电压增量：0.009 V，脉冲振幅：0.05 V，脉冲宽度：0.2 S，测定不同标准浓度的HQ(a l: 0.1, 3, 10, 30, 50, 80, 120, 160, 200, 300, 400, 500μM)水溶液，并作出不同浓度HQ对峰电流的线性关系，线性方程为：Ipa(μA)= 0.060 C (μM)+2.58（R=0.9945），线性范围：0.1×10-6 ? 500 ×10-6 M，检测限:0.02 ×10-6 M (S/N=3)。2.2方法同2.1，在HQ浓度一定的情况下用微分脉冲伏安法测定不同标准浓度的CT(a l: 0.5, 2, 10, 30, 50, 80, 120, 160, 250, 350, 450, 550μM)水溶液，并作出不同浓度CT对峰电流的线性关系，线性方程为：Ipa(μA)= 0.072 C (μM)+2.80（R=0.9938），线性范围：0.5×10-6 ? 550 ×10-6 M，检测限:0.17 ×10-6 M (S/N=3)。2.3根据以上两个线性方程，检测当地湖水中的邻苯二酚和对苯二酚，用标准加入法测定回收率。本专利技术提供了一种两步法制备石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的简单方法，首先合成小尺寸的纳米金，然后加入到合成石墨烯/Fe3O4的原料中，高压反应10 h即可。利用纳米金、Fe3+、石墨烯正负电荷的吸引，使得Fe3O4在石墨烯、金表面原位生长，并且牢牢地结合在一起。合成好的石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料对苯二酚类水污染物：邻苯二酚、对苯二酚有较高的电化学响应，可用于邻苯二酚、对苯二酚的同时检测，其检测线和线性范围都比较好，并可用于实际水样中两种物质的检测。与以往层层自组装合成石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的方法相比，本专利技术操作简便，耗时短，不需要添加额外的连接剂；与其他两步法在合成好的石墨烯/ Fe3O4基础上再合成纳米金相比，本专利技术先合成好纳米金，再合成石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料，有利于Fe3O4不被氧化破坏以及该复合材料的长期保存。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，分别制备氧化石墨烯和纳米金； 步骤二，将氧化石墨烯超声40分钟后取一定量加入到圆底烧瓶，接着依次加入乙二醇， FeCl3·6H2O， 柠檬酸钠，无水乙酸钠，聚乙二醇和纳米金，搅拌30 min后倒入高压反应釜，200 ℃ 反应10 h；步骤三，反应结束后，反应产物在磁铁的辅助下，乙醇洗涤3‑5次，即可制得产物。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别制备氧化石墨烯和纳米金；
步骤二，将氧化石墨烯超声40分钟后取一定量加入到圆底烧瓶，接着依次加入乙二醇， FeCl3·6H2O， 柠檬酸钠，无水乙酸钠，聚乙二醇和纳米金，搅拌30 min后倒入高压反应釜，200 ℃ 反应10 h；
步骤三，反应结束后，反应产物在磁铁的辅助下，乙醇洗涤3-5次，即可制得产物。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中是将1 mg/mL的氧化石墨烯超声40分钟后取7.2 ml 加入到圆底烧瓶，接着依次加入30 ml乙二醇，0.054 g FeCl3·6H2O，0.033 g 柠檬酸钠，0.150 g 无水乙酸钠，0.05 g 聚乙二醇和10 ml 纳米金。
3.一种如权利要求1或2所述方法制备得到的石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料的应用，用于对苯二酚和邻苯二酚的检测。
4.一种根据如权利要求1或2所述方法制备得到的石墨烯/Fe3O4/金纳米复合材料用于对苯二...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔粉英，方海林，王伟，李韦韦，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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