利用紫苏提取物制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的方法及其在电化学传感器中的应用技术

本发明专利技术属于电化学及纳米材料技术领域，利用紫苏提取物作为还原剂制备还原氧化石墨烯‑纳米金复合材料，并将此复合纳米材料修饰到电极表面，应用于电活性物质的高灵敏检测。本发明专利技术首先制备紫苏提取液，然后将氯金酸水溶液和氧化石墨烯分散液加入到获得的紫苏提取液中，将所得混合溶液在60℃加热4小时，得到黑色悬浮液；将上述悬浮液冷却后抽滤，即得到绿色合成的还原氧化石墨烯‑纳米金复合材料。本发明专利技术采取紫苏提取液作为还原剂和稳定剂，其来源丰富易得，还原性温和、对环境没有危害；将该复合材料修饰到电极上，可以应用于电活性物质的高灵敏检测。

Preparation of reduced graphene oxide nano gold composite by Perilla extract and its application in electrochemical sensor

【技术实现步骤摘要】
利用紫苏提取物制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的方法及其在电化学传感器中的应用
本专利技术属于电化学及纳米材料
，利用紫苏提取物作为还原剂制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料，并将此复合纳米材料修饰到电极表面，应用于电活性物质的高灵敏检测。
技术介绍
石墨烯(Graphene)因其独特的单原子结构具有一系列特殊的性质，如完美的量子隧道效应、良好的导热导电效应及超高的比表面积，已成为电化学传感器的理想电极材料。纳米金是指金粒子直径在1-100nm之间的金材料，是最稳定的贵金属纳米粒子之一。纳米金是非常好的导电材料，经氧化过的石墨烯与纳米金能很好的互相浸润，并存在较强的相互作用，石墨烯-纳米金复合材料在催化和化学传感器领域存在潜在的广泛应用。选用合适的还原剂是制备石墨烯-纳米金复合颗粒的关键所在。国内外报道了许多制备方法，大多需要采用化学还原剂，如水合肼(H2NNH2·H2O)、四氢硼酸钠(NaBH4)、柠檬酸钠等，存在条件复杂和危害环境的问题。植物多酚因其来源丰富易得、还原性温和、无毒无害等诸多优点，使其成为合成零价纳米颗粒的理想还原剂和稳定剂。紫苏（PerillafrutescensL）是传统的药食两用植物，紫苏叶中含有丰富的多酚，如儿茶素、阿魏酸、芹菜素，木犀草素和咖啡酸。已有多项专利采取茶叶或茶叶提取物合成纳米金、纳米银或纳米铜等纳米粒子；紫苏中含有丰富的多酚，来源丰富易得、紫苏提取液还原性温和、对环境没有危害，使其成为合成纳米颗粒的理想还原剂和稳定剂。本专利技术属于电化学及纳米材料
，涉及一种绿色可控制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的方法，并将此复合纳米材料修饰到电极表面，应用于电活性物质的高灵敏检测。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是基于紫苏提取液作为还原剂制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料；本专利技术的另一个目的是提供上述石墨烯-纳米金复合材料的制备方法；该制备方法绿色环保、反应条件温和，工艺简单，成本低廉，得到的复合材料具有具有良好的电催化性能，该复合材料可应用于电活性物质的高灵敏检测。为了达到上述目的，本专利技术采取以下技术手段：所述基于紫苏提取液作为还原剂制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料，其具体步骤为：（1）称取10.0g紫苏叶加入100mL乙醇和蒸馏水体积比为1：1的混合溶液中，避光超声提取2小时，经0.22μm聚丙乙烯薄膜过滤，得到紫苏提取液，滤液避光保存于4℃冰箱中；（2）将氧化石墨烯加入10mL蒸馏水中，超声30min，形成均一的分散液；（3）将四氯金酸加入到10mL蒸馏水中，得到氯金酸水溶液；（4）将上述四氯金酸水溶液和氧化石墨烯分散液加入到步骤（1）获得的紫苏提取液中，（5）将步骤（4）所得混合溶液在60℃加热4小时，得到黑色悬浮液；（6）待上述悬浮液冷却后抽滤，用蒸馏水和无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱60℃条件下干燥6-8h，研磨得到绿色合成的还原氧化石墨烯-纳米金复合材料；进一步地，所述混合溶液氧化石墨烯、四氯金酸的质量之比为1：1。进一步地，所述紫苏提取液与石墨烯分散液和四氯金酸水溶液的体积比分别为2:1。本专利技术的再一个目的是将石墨烯-纳米金复合材料修饰到电极表面，应用于电活性物质的高灵敏检测，具体步骤为：将5mg还原氧化石墨烯-纳米金复合材料加入5mLN，N二甲基甲酰胺，然后超声30分钟形成均一的分散液。用移液枪移取10uL的分散液滴涂在已打磨成镜面的玻碳电极上，在室温下自然干燥。进一步地，以上述制备的电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂丝为对电极，以0.05molL-1的磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0)作为缓冲溶液，将电极电极在不同浓度的叶酸溶液中进行差分脉冲扫描（DPV）。随着叶酸的浓度增大，DPV图谱的峰电流也增大，选取电位为-0.700处的峰电流进行定量分析。与现有的还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的制备方法相比，本专利技术的优点是：1、采取紫苏提取液作为还原剂和稳定剂，其来源丰富易得，还原性温和、对环境没有危害；2.将该复合材料修饰到电极上，可以应用于电活性物质的高灵敏检测。附图说明图1紫苏叶中所含多酚芹菜素(apigenin)、木犀草素(luteolin)、儿茶素((+)catechin)，咖啡酸(caffeicacid)和阿魏酸(ferulicacid)。图2为本专利技术制备得到的还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的TEM图；图3为本专利技术制备得到的还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的XRD图；图4不同浓度的叶酸在还原氧化石墨烯-纳米金复合材料上的DPV图（从下到上叶酸的浓度分别为：0.02、0.04、0.08、0.12、0.2、0.4、0.8、2、4、5、8和10µmolL-1；图5叶酸的DPV峰电流与叶酸浓度的线性关系；图6叶酸的DPV峰电流与叶酸浓度的线性关系(低浓度)。具体实施方式实施例1紫苏提取液的制备准确称量10.0g紫苏叶（干），将其研碎，加入100ml乙醇和水的混合溶液（体积比为1：1），避光超声提取2小时，经0.22μm聚丙乙烯薄膜过滤，滤液避光保存于4℃。紫苏中含有丰富的多酚，其中既有水溶性组分，又有脂溶性组分，采用乙醇和水的混合溶液有助于多酚的提取。紫苏中所含可以作为还原剂的多酚类物质的结构见图1。还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的制备将0.5g氧化石墨烯加入10mL蒸馏水中，超声30min，形成均一的分散液；将约0.5g四氯金酸加入到10mL蒸馏水中，得到氯金酸水溶液。将上述氯金酸水溶液和氧化石墨烯分散液加入到20mL过滤后的紫苏提取液中，将所得混合溶液在60℃加热4小时，得到黑色悬浮液；将上述悬浮液冷却后抽滤，并用去离子水和无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱60℃条件下干燥6-8h，研磨得到绿色合成的还原氧化石墨烯-纳米金复合材料。还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的表征图2为本专利技术制备得到的还原石墨烯-纳米金复合材料的透射电镜图(TEM)，从图中可以看出金纳米粒子均匀的分布在片状的石墨烯上，所得金纳米粒子的平均直径约为20nm。图3为本专利技术制备得到的还原石墨烯-纳米金复合材料的X射线衍射图（XRD）。可以看出,2θ在8.25、44.21、64.71和77.54处出现的4个衍射峰均为金的特征衍射峰，分别与面心立方(FCC)结构Au(111)、(200)、(220)和(311)晶面相对应；同时，氧化石墨烯（曲线a）2θ在11.16处的特征峰在曲线b上消失，由此确定产物为还原氧化石墨烯-纳米金。应用例1还原氧化石墨烯-纳米金复合材料应用于电极的修饰将1mg还原氧化石墨烯-纳米金复合材料加入1mLN，N二甲基甲酰胺，然后超声30分钟形成均一的分散液。移取10uL的分散液滴涂在已打磨成镜面的玻碳电极上，在室温下自然干燥。实施例5还原氧化石墨烯-纳米金复合材料对电活性物质叶酸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用紫苏提取物制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的方法，其特征在于，/n首先制备紫苏提取液，然后将氯金酸水溶液和氧化石墨烯分散液加入到获得的紫苏提取液中，将所得混合溶液加热得到黑色悬浮液，冷却后抽滤，即得到所述还原氧化石墨烯-纳米金复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.利用紫苏提取物制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的方法，其特征在于，
首先制备紫苏提取液，然后将氯金酸水溶液和氧化石墨烯分散液加入到获得的紫苏提取液中，将所得混合溶液加热得到黑色悬浮液，冷却后抽滤，即得到所述还原氧化石墨烯-纳米金复合材料。


2.根据权利要求1所述的利用紫苏提取物制备还原氧化石墨烯-纳米金复合材料的方法，其特征在于，具体包括以下制备步骤：
(1)称取10.0g紫苏叶加入100mL乙醇和蒸馏水体积比为1：1的混合溶液中，避光超声提取2小时，经0.22μm聚丙乙烯薄膜过滤，得到紫苏提取液，滤液避光保存于4℃冰箱中；
(2)将氧化石墨烯加入10mL蒸馏水中，超声30min，形成均一的分散液；
(3)将四氯金酸加入到10mL蒸馏水中，得到氯金酸水溶液；
(4)将上述四氯金酸水溶液和氧化石墨烯分散液加入到步骤（1）获得的紫苏提取液中，
(5)将步骤（4）所得混合溶液在60℃加热4小时，得到黑色悬浮液；
(6)待上述悬浮液冷却后抽滤，用蒸馏水和无水乙醇洗涤，放入真空干燥箱60℃条件下干燥6-8h，研磨得到绿色合成的还原氧化石墨烯-纳米金复合材料。


3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭友元，苗青山，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建;35