本发明专利技术公开了一种纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极传感器的制备方法，其特征在于，首先，采用浓硫酸和高锰酸钾对碳纳米管进行预处理，得到预处理碳纳米管；然后，在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米ZrB2：42~46%，预处理碳纳米管：21~25%，1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐：30~35%，研磨均匀，即得混合物碳糊；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ZrB2/碳纳米管复合糊电极。本申请所制备的碳糊电极比普通的碳糊电极导电性能提高3~6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。检测头孢噻肟灵敏度高，选择性好。
【技术实现步骤摘要】
纳米ZrB2/碳纳米管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ZrB2/碳纳米管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
二硼化锆（ZrB2）为六方体晶型，灰色结晶或粉末，相对密度5.8。耐高温，常温和高温下强度均很高。耐热震性好，电阻小，高温下抗氧化。可用作宇航耐高温材料、耐磨光滑的固体材料、切削工具、温差热电偶保护管以及电解熔融化合物的电极材料。特别适于用作滚动轴承滚珠的表面。其具有高熔点（3040℃）、高硬度（约22GPa）、高体弹模量（496GPa）、高热导率（24.3W/（m•K）、低电阻率（0.78nΩ•m）、化学和热稳定性好等特点。是一类具有高容量电化学储能电极材料。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。由于碳纳米管中碳原子采取SP2杂化，相比SP3杂化，SP2杂化中S轨道成分比较大，使碳纳米管具有高模量和高强度。碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。另外，将碳纳米管与其他纳米结构复合也抑制碳纳米管片层的重叠。将高容量的过渡金属氮化物或导电聚合物与碳纳米管进行叠层复合，一方面碳纳米管被其他物质隔离开，能够减少团聚，增加电解液的流动性，另一方面，碳纳米管为复合后的赝电容物质提供了电子传导的三维网络。基于碳纳米管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ZrB2/碳纳米管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。头孢噻肟为第三代头孢菌素，是一种广谱抗生素。对革兰阴性杆菌的作用明显优于第一、二代头孢菌素，尤其对流感杆菌、大肠杆菌、肠杆菌、产枸橼酸菌属、沙雷菌属、克雷白杆菌属及产β-内酰胺酶的耐药大肠杆菌的作用比头孢哌酮强，特别对产青霉素酶的嗜血杆菌的作用最强。头孢噻肟治疗血液病合并感染的患者，临床反应最佳，杀菌作用时间维持较长，但对铜绿假单胞菌和阴沟肠杆菌杀菌作用较差。头孢噻肟的测定方法主要是高效液相色谱法，这种方法所使用的仪器昂贵，操作繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为胶粘剂制备一种纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极传感器，提供了一种纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极传感器的制备方法，并应用检测头孢噻肟中。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ZrB2/碳纳米管复合糊电极传感器为工作电极；KQ-250E型超声波清洗器（坤峰超声仪器有限公司）。纳米ZrB2，碳纳米管，1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，无水乙醇，氢氧化钠，硫酸，盐酸，头孢噻肟，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ZrB2/碳纳米管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）碳纳米管预处理：在反应器中，按如下质量百分比加入，去离子水：10~15%，浓硫酸：70~75%，高锰酸钾：4~8%，搅拌溶解，冷至室温，加入碳纳米管：8~12%，各组分质量百分比之和为百分之百，于室温浸泡6~8h，煮沸30min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤无硫酸根，再用无水乙醇洗涤，干燥，研磨至粉末，即得预处理碳纳米管；（2）纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极的制备：在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米ZrB2：42~46%，预处理碳纳米管：21~25%，1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐：30~35%，各组分质量百分比之和为百分之百，研磨均匀，即得纳米ZrB2/碳纳米管/1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐混合物碳糊；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ZrB2/碳纳米管复合糊电极。步骤（1）中所述的碳纳米管为多壁碳纳米管管径小于6nm。纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极传感器测定头孢噻肟步骤如下：（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头孢噻肟标准溶液，底液为1.5mol/LHCl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ZrB2/碳纳米管复合糊电极组成三电极系统，连接CHI660B电化学工作站，底液为1.5mol/LHCl溶液，在-1.4~1.4V的电位范围，。然后采用计时电流法扫描该溶液，工作电压为-0.52V，取不同浓度下头孢噻肟的峰电流值与头孢噻肟浓度做工作曲线；该方法表现出很高选择性和灵敏性，响应电流与头孢噻肟的浓度在2.0×10-8~4.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系，相关系数R=0.9978，检测限为1.26×10-8mol/L；（3）头孢噻肟的检测：用待测样品代替步骤（1）中的头孢噻肟标准溶液，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，得到待测样品中头孢噻肟的含量。本专利技术的优点及效果是：（1）本专利技术制备纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极，在碳糊电极中加入二硼化锆，以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为胶粘剂，将二硼化锆与氧化碳纳米管混合制备的碳糊电极比普通的碳糊电极导电性能提高3~6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ZrB2/碳纳米管复合糊电极在制备的过程中不使用有毒的试剂，环保绿色，制备简单易行；（3）将本专利技术制备纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极传感器成功用于药品、生物样品头孢噻肟的检测中，解决了头孢噻肟检测困难，提高了检测的灵敏度。具体实施方式实施例1（1）碳纳米管预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：120mL，浓硫酸：390mL，高锰酸钾：60g，搅拌溶解，冷至室温，加入碳纳米管：100g，于室温浸泡7h，煮沸30min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤无硫酸根，再用无水乙醇洗涤，干燥，研磨至粉末，即得预处理碳纳米管；（2）纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极的制备：在玛瑙研钵中，分别加入，纳米ZrB2：44g，预处理碳纳米管：23g，1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐：33g，研磨均匀，即得纳米ZrB2/碳纳米管/1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐混合物碳糊；然后将其碳糊装入连有导线的内经为Φ5mm的玻璃管内，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米ZrB2/碳纳米管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）碳纳米管预处理：在反应器中，按如下质量百分比加入，去离子水：10~15%，浓硫酸：70~75%，高锰酸钾：4~8%，搅拌溶解，冷至室温，加入碳纳米管：8~12%，各组分质量百分比之和为百分之百，于室温浸泡6~8h，煮沸30min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤无硫酸根，再用无水乙醇洗涤，干燥，研磨至粉末，即得预处理碳纳米管；（2）纳米ZrB2 /碳纳米管复合糊电极的制备：在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米ZrB2：42~46%，预处理碳纳米管：21~25%，1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐：30~35%，各组分质量百分比之和为百分之百，研磨均匀，即得纳米ZrB2 /碳纳米管/1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐混合物碳糊；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ZrB2 /碳纳米管复合糊电极。
【技术特征摘要】
1.一种纳米ZrB2/碳纳米管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）碳纳米管预处理：在反应器中，按如下质量百分比加入，去离子水：10~15%，浓硫酸：70~75%，高锰酸钾：4~8%，搅拌溶解，冷至室温，加入碳纳米管：8~12%，各组分质量百分比之和为百分之百，于室温浸泡6~8h，煮沸30min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤无硫酸根，再用无水乙醇洗涤，干燥，研磨至粉末，即得预处理碳纳米管；（2）纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极的制备：在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米ZrB2：42~46%，预处理碳纳米管：21~25%，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李慧芝，翟玉博，张卫民，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。