一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料及其制备方法。本发明专利技术采用有机相合成了不同尺径的硫化银纳米材料，并选择电化学响应最好的，粒径最小的Ag

A silver sulfide graphene composite for electrochemical sensor and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及纳米材料和电化学传感器
，尤其涉及一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
加替沙星属于第四代氟喹诺酮类抗菌剂，它的厌氧菌覆盖率和革兰氏阳性率与环丙沙星等老药相比，都有很大提高。加替沙星对葡萄球菌、链球菌和肠球菌的作用比环丙沙星强2-4倍，对厌氧菌(包括梭菌和类杆菌)的作用比环丙沙星强4-16倍。该药物耐受性好，且进食对药代动力学特征无不良影响，光毒性的风险也被较低的。它通常用于治疗尿路感染、呼吸道感染、骨髓炎、消化道、皮肤和软组织感染。目前氟喹诺酮类药物的定量分析方法有毛细管电泳法、紫外分光光度法、荧光分光光度法、和高效液相色谱法。但是以上方法对仪器要求较高，操作不便捷，成本较大，而电化学检测法具有低成本、响应快、设备简单、灵敏度高、可靠性好等优点，便于实现对微量、痕迹量药物的快速检测。因此，为了进一步提高对加替沙星检测的灵敏度，亟需寻找一种导电性能优越、比表面积大的纳米材料用于电极的修饰构筑。近年来，人们对半导体纳米颗粒的制备、应用及其性能进行了非常大量的研究。硫化银纳米材料作为重要的电子功能型材料，由于它有很好的光电性质，所以被广泛应用于电子器件中，在光伏电池、超离子导体、光电导体、红外检测等领域具有很高的应用价值。并且，具有较大比表面积、良好分散性和表面改性的硫化银纳米晶可以作为基本的构筑单元，在组装纳米晶薄膜和三维有序结构等方面都具有良好的应用前景。石墨烯是一种单原子厚度的单平面碳层，碳原子经过sp2杂化而形成稳定的苯六元环结构，由于特殊的能带结构，使其具有良好的电学性质。石墨烯在从传感到储能、发电和碳基分子电子学等各个领域都有着良好的应用前景。电子通过石墨烯独特的六角形蜂窝状晶格结构进行传输后，没有散射现象，有效质量消耗也为零，而且由于石墨烯共价单键的稳定性，不会产生晶格缺陷从而影响电子在石墨烯中的移动，其定向移动速度优于在一般导体中的移动速度，所以石墨烯是一种优良的导体，不受温度的影响。石墨烯的纳米特性和优良的电子转移特性是其对某些物质电催化行为的基础，与裸玻碳电极相比，石墨烯修饰的玻碳电极具有更简单的电子动力学和约75％的增强电流。目前，还没有一种基于硫化银石墨烯复合材料的电化学传感器，可以应用在氟喹诺酮类药物的定量分析的方案。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料及其制备方法，以解决现有技术的不足。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料，包括硫化银纳米材料、石墨烯材料，所述硫化银纳米材料和石墨烯材料滴涂在电极表面，所述硫化银纳米材料附着在石墨烯材料上。优选的，所述硫化银纳米材料为纳米颗粒圆球，平均粒径在15-40nm。一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：(a)在三颈烧瓶中加入二乙基二硫代氨基甲酸银Ag(DDTC)，油酸OA，十八胺ODA和1-十八烯ODE作为溶剂；(b)搅拌并加热步骤(a)得到的溶液，在惰性气体气氛下并反应一段时间；(c)将步骤(b)处理的溶液冷却到室温后，在反应溶液中加入猝灭剂，洗涤、离心形成纳米晶体；(d)将步骤(c)形成的纳米晶体在空气中干燥，将纳米晶体在非极性有机溶剂中重新分散。优选的，所述步骤(a)中还在三颈烧瓶中多加入溶解于1mL的N,N-二甲基甲酰胺DMF中的石墨烯1mg，反应时间为10min。优选的，所述步骤(a)中溶剂的添加量为0.1mmol的Ag(DDTC)，10mmol的OA，10mmol的ODA，20mmol的ODE。优选的，所述步骤(b)中先将溶液搅拌并加热到110℃，保温30分钟，充分地除水除氧后，得到透明的溶液，继续加热到200℃，加热速率为15℃/min。优选的，所述步骤(b)中最终反应时间分别为10min、25min或者45min。优选的，所述步骤(c)中猝灭剂为乙醇。优选的，所述步骤(c)中洗涤过程采用的洗涤剂为乙醇，以12000rpm离心15分钟后，再次超声离心共5次。优选的，所述步骤(d)形成的纳米晶体在60℃的空气中干燥，分散硫化银纳米晶体的非极性有机溶剂选择氯仿或者环己烷。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用有机相合成了不同尺径的硫化银纳米材料，并选择电化学响应最好的，粒径最小的Ag2S纳米颗粒为基础，通过一步法合成了Ag2S和还原型石墨烯(RGO)的复合材料，进一步提高灵敏度。并成功进行玻碳电极修饰后，用于实现对微量加替沙星的电化学检测。同时，通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)以及各种电化学方法对材料的结构、形貌、电化学行为等进行了表征和研究。采用电化学检测法具有低成本、响应快、设备简单、灵敏度高、可靠性好等优点，便于实现对微量、痕迹量药物的快速检测。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是(a)合成的Ag2S和(b)标准卡片(JCPDS14-0072)的Ag2S材料的XRD对比谱图；图2是Ag2S及Ag2S/RGO纳米材料的扫描电子显微镜(TEM)图片。(a)Ag2S反应时间10min，(b)Ag2S反应时间25min，(c)Ag2S反应时间45min，(d)Ag2S/RGO(e)高分辨TEM图；图3是Ag2S扫描电子显微镜-X射线能谱图；图4是不同反应时间制备的Ag2S纳米颗粒修饰电极对200μmol·L-1的加替沙星的线性扫描伏安图。(黑色为10min，红色为25min，蓝色为45min)；图5是200μmol·L-1的加替沙星在GC和Ag2S/RGO-GC电极上的循环伏安曲线图；图6是(a)Ag2S/RGO在不同pH的PBS缓冲溶液对30μmol·L-1加替沙星的LSV图，(b)pH对加替沙星Ipa的影响，(c)pH对加替沙星Epa的影响；图7是(a)不同扫速下Ag2S/RGO-GC电极在10μmol·L-1加替沙星溶液中的CV曲线。(b)Ipa与V1/2的关系；图8是不同浓度加替沙星与Ipa线性扫描伏安(LSV)曲线(a)0.2μmol·L-1～20μmol·L-1，(b)20μmol·L-1～250μmol·L-1)，(c)加替沙星在低浓度范围内0.2μmol·L-1～20μmol·L-1的标准曲线，(d)加替沙星在高浓度范围内20μmol·L-1～250μmol·L-1的标准曲线。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术关于本专利技术复合材料的制备工艺以及实验测试的实施例如下：实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料，其特征在于：包括硫化银纳米材料、石墨烯材料，所述硫化银纳米材料和石墨烯材料滴涂在电极表面，所述硫化银纳米材料附着在石墨烯材料上。/n

【技术特征摘要】
1.一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料，其特征在于：包括硫化银纳米材料、石墨烯材料，所述硫化银纳米材料和石墨烯材料滴涂在电极表面，所述硫化银纳米材料附着在石墨烯材料上。


2.如权利要求1所述的一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料，其特征在于：所述硫化银纳米材料为纳米颗粒圆球，平均粒径在15-40nm。


3.一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)在三颈烧瓶中加入二乙基二硫代氨基甲酸银Ag(DDTC)，油酸OA，十八胺ODA和1-十八烯ODE作为溶剂；
(b)搅拌并加热步骤(a)得到的溶液，在惰性气体气氛下并反应一段时间；
(c)将步骤(b)处理的溶液冷却到室温后，在反应溶液中加入猝灭剂，洗涤、离心形成纳米晶体；
(d)将步骤(c)形成的纳米晶体在空气中干燥，将纳米晶体在非极性有机溶剂中重新分散。


4.权利要求3所述的一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：所述步骤(a)中还在三颈烧瓶中多加入溶解于1mL的N,N-二甲基甲酰胺DMF中的石墨烯1mg，反应时间为10min。


5.权利要求3所述的一种电化学传感器用硫化银石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁莹，黄思佳，徐一新，单纯玉，郭可愚，辛晓明，
申请(专利权)人：上海健康医学院，
类型：发明
国别省市：上海;31