本发明专利技术提供了一种用于检测污染物罗丹明b的复合材料，是先将氧化石墨与二茂铁通过π‑π作用相连，壳聚糖负载到氧化石墨烯‑二茂铁上面后进行还原，合成了还原氧化石墨烯‑二茂铁‑壳聚糖。以该复合材料修饰的电极为工作电极，置于含有罗丹明b的[Fe(CN)6]4‑/3‑溶，在扫速为50mV/s，扫描范围‑0.2V~0.6V的条件进行示差脉冲伏安进行识别：罗丹明b在0.001μM~70μM浓度范围内，示差脉冲溶出峰电流的大小与罗丹明b浓度的呈线性关系，随着罗丹明b浓度的增大峰电流减小，线性方程为ΔI=(7.619±0.585)+(0.539±0.016)CRhB。
【技术实现步骤摘要】
一种用于检测有机污染物罗丹明b的复合材料及其制备和应用
本专利技术涉及一种具有优异电性能的还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的制备方法；本专利技术还涉及该复合材料在检测罗丹明b中的具体应用，属于电化学传感识别
技术介绍
罗丹明B（RhB）是工业中重要的有机染料，广泛用作纺织品和食品中的着色剂，以及生物和分析化学中的荧光染料。然而，RhB对人类和动物有害，并且具有生殖和发育毒性，神经毒性和致癌性。RhB作为印染废水的主要成分也对生态环境产生负面影响。如今，罗丹明B被中国食品药品监督管理局禁止用作食用色素。因此，研究和开发一种简单，快速和灵敏的检测方法尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于检测污染物罗丹明b的复合材料的制备方法。本专利技术的另一目的是提供上述复合材料用于检测罗丹明b中的具体方法。一、用于检测污染物罗丹明b的复合材料的制备（1）氧化石墨-二茂铁的制备：将氧化石墨超声分散于乙醇-水混合溶剂中形成均匀悬浮液；向悬浮液加入二茂铁的乙醇溶液，剧烈搅拌2~3h，静置30~40min，分离，水洗除去乙醇，干燥，即得氧化石墨-二茂铁复合材料。所述乙醇-水混合溶剂中，乙醇和水的体积比为1:1~2:1；氧化石墨与二茂铁的质量比为4:1~4:2。（2）还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的制备：将氧化石墨-二茂铁溶于去离子水中，超声处理3~5h；将壳聚糖溶于乙酸中，再加入到氧化石墨-二茂铁溶液中，60~70℃下反应2~3h，用氢氧化钠调节溶液pH至10~12后，在85~100℃下反应2~3h；反应完成后过滤，干燥，得到黑色固体即为还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖，标记为RGO-Fc-CS。还原氧化石墨烯-二茂铁与壳聚糖的质量比为1:1~1:2。步骤（1）（2）中，所述干燥是在冷冻干燥箱中干燥8~10h。二、还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的结构图1为本专利技术制备的还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的扫描电镜图。从图1可以看出，还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖具有三维结构，且具有较多的孔隙结构，其形貌规整，孔隙分布均匀，具有良好的分散性。这种孔隙有利于电子的传输使得复合材料的导电性能有很大的提升。还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料中，氧化石墨与二茂铁通过π-π作用相连，壳聚糖负载到氧化石墨烯-二茂铁上面后进行还原，合成了还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖，复合材料既保留了还原氧化石墨烯和二茂铁的良好导电性，又具有壳聚糖对于罗丹明b灵敏的检测性。三、复合材料检测机污染物罗丹明b1、紫外检测罗丹明b取50mM纯的罗丹明b装到比色皿中进行紫外测试，然后在往罗丹明b加入还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的溶液，复合材料与罗丹明b的摩尔比是1:0.2~1:5，在紫外光条件下，观察复合材料在555nm的吸光度的变化。可以看到，往罗丹明b溶液中加入复合材料后吸光度与纯的罗丹明b相比较是下降的，这是由于复合材料与罗丹明b之间发生了氢键的作用，从而使得吸光度的下降，这也进一步表明了复合材料于罗丹明b发生了作用从而可以有效的检测罗丹明b。图2、3为还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料对罗丹明b识别紫外曲线及线性关系。在复合材料与罗丹明b的浓度摩尔比为1:0.5~1:5的浓度范围内，复合材料的紫外吸光度与罗丹明b的浓度现随着浓度上升吸光度的变化值变大，在浓度摩尔比为1:1是吸光度变化值最大，检测效果最佳，随后随着浓度摩尔比的上升吸光度变化值减小，检测效果减弱。2、示差脉冲伏安法检测罗丹明b复合材料修饰的电极RGO-Fc-CS/GCE的构建：将上述制备的复合材料RGO-Fc-CS分散在质量百分数95%乙醇中，超声60~70min得到均相分散液；然后将均相分散液滴涂在经清洁处理的裸玻碳电极表面，在室温下放置使电极表面的溶剂完全蒸发，得到复合材料修饰的电极RGO-Fc-CS/GCE，即工作电极。通过电化学工作站来检测罗丹明b：将上述制备修饰电极RGO-Fc-CS/GCE作为工作电极，置于含有罗丹明b的[Fe(CN)6]4-/3-溶液（包含0.1M的KCl）中，在扫速为50mV/s，扫描范围-0.2V~0.6V的条件进行示差脉冲伏安进行识别。在-0.6V~0.2V的电压下罗丹明b会沉积到工作电极表面，使得氧化还原反应不能过顺利的进行；紧接着，工作电极被施加从负到正的反向电位进行示差脉冲溶出过程，在示差脉冲图上就可以看到尖而窄的溶出峰；而依据溶出峰电流的大小来检测出罗丹明b。图4、5为修饰电极RGO-Fc-CS/GCE对于罗丹明b检测的示差脉冲伏安曲线及线性关系。从图4、5可以看出，结果显示随着复合材料的浓度增大，峰电流值越小，这说明吸附的罗丹明b越多。罗丹明b在0.001μM~70μM浓度范围内，示差脉冲溶出峰电流的大小与罗丹明b浓度的呈线性关系，随着罗丹明b浓度的增大峰电流减小，线性方程为ΔI=(7.619±0.585)+(0.539±0.016)CRhB。附图说明图1为还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的扫描电镜图。图2为还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料对罗丹明b检测紫外曲线图3为还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料对罗丹明b检测在紫外条件下的线性关系。图4为修饰电极RGO-Fc-CS/GCE对于罗丹明b检测的示差脉冲伏安曲线。图5为修饰电极RGO-Fc-CS/GCE对于罗丹明b检测在示差脉冲伏安曲线下的线性关系。具体实施方式下面通过具体实例对本专利技术还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的制备和检测罗丹明b的方法等作进一步说明。1、还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的制备（1）氧化石墨的制备：第一步预氧化的过程:在磁力搅拌下将1.25gK2S2O8和1.25gP2O5一次性加入到12.5mL浓H2SO4中，然后再加入1g石墨粉，将改混合溶液加热到80℃，在磁力搅拌下加热回流5h，冷却后，往溶液中加入200mL水稀释，然后过滤、洗涤之中性，在60℃真空条件下干燥。第二步进一步氧化过程：把上述干燥的氧化石墨称取1g，在冰浴条件下分散于120mL浓硫酸与磷酸的混酸（浓硫酸与磷酸的体积比为3:1）中，保持温度为0~5℃并不断搅拌下加入9g高锰酸钾，而后将温度升至50℃搅拌12h。将体系温度冷却至室温，分别加入200mL冰水5mL30％的过氧化氢，并不断搅拌，再加入5mL5%的HCl，最后洗涤，过滤，干燥得到氧化石墨。（2）氧化石墨-二茂铁的制备：将100mg氧化石墨分散在30mL乙醇-去离子水混合液中（乙醇和去离子水体积比1:1），超声处理形成均匀的悬浮液；向悬浮液快速加入10mL二茂铁乙醇溶液（5mg·mL-1）并剧烈搅拌2~3h，静置30~40min；过滤，水洗除去乙醇，冷冻干燥，得到120mg氧化石墨-二茂铁。（3）还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖的制备：取20mg氧化石墨-二茂铁，溶于40mL去离子水中，超声处理3~4小时；将20mg壳聚糖溶于25mL乙酸溶液（0.1mol/L）中，然后加入到氧化石墨-二茂铁溶液中，并在60~70℃反应2~3小时；使用氢氧化钠（1mol/L）调节溶液pH至10~12（目的是减少氧化石墨），然后升温至90~100℃，然后在油浴中再反应2~3小时。反应完成后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于检测污染物罗丹明b的复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）氧化石墨‑二茂铁的制备：将氧化石墨超声分散于乙醇‑水混合溶剂中形成均匀悬浮液；向悬浮液加入二茂铁的乙醇溶液，剧烈搅拌2~3h，静置30~40min，分离，水洗除去乙醇，干燥，即得氧化石墨‑二茂铁复合材料；（2）还原氧化石墨烯‑二茂铁‑壳聚糖复合材料的制备：将氧化石墨‑二茂铁溶于去离子水中，超声处理3~5h；将壳聚糖溶于乙酸中，再加入到氧化石墨‑二茂铁溶液中，60~70℃下反应2~3h，用氢氧化钠调节溶液pH至10~12后，在85~100℃下反应2~3h；反应完成后过滤，干燥，得到黑色固体即为还原氧化石墨烯‑二茂铁‑壳聚糖，标记为RGO‑Fc‑CS。
【技术特征摘要】
1.用于检测污染物罗丹明b的复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）氧化石墨-二茂铁的制备：将氧化石墨超声分散于乙醇-水混合溶剂中形成均匀悬浮液；向悬浮液加入二茂铁的乙醇溶液，剧烈搅拌2~3h，静置30~40min，分离，水洗除去乙醇，干燥，即得氧化石墨-二茂铁复合材料；（2）还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖复合材料的制备：将氧化石墨-二茂铁溶于去离子水中，超声处理3~5h；将壳聚糖溶于乙酸中，再加入到氧化石墨-二茂铁溶液中，60~70℃下反应2~3h，用氢氧化钠调节溶液pH至10~12后，在85~100℃下反应2~3h；反应完成后过滤，干燥，得到黑色固体即为还原氧化石墨烯-二茂铁-壳聚糖，标记为RGO-Fc-CS。2.如权利要求1所述用于检测污染物罗丹明b的复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）的乙醇-水混合溶剂中，乙醇和水的体积比为1:1~2:1。3.如权利要求1所述用于检测污染物罗丹明b的复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，氧化石墨与二茂铁的质量比为4:1~4:2。4.如权利要求1所述用于检测污染物罗丹明b的复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫尊理，杨星，牛小慧，赵盼，刘振宇，郭瑞斌，刘妮娟，欧阳美璇，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62
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