石墨烯基电化学发光传感器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯基电化学发光传感器，以筒状多孔泡沫镍为基底，其特征在于，还包括负载于筒状多孔泡沫镍基底表面的多孔氧化石墨烯，偶联接枝在多孔氧化石墨烯上的氨基硅烷，以及修饰在氨基硅烷上的2，6‑二（2‑吡啶基）异烟酸基团。在制备的过程中，直接以传感器的电极筒状多孔泡沫镍作为基底，在孔隙中原位氧化石墨粉，使得多孔氧化石墨烯稳定地负载在筒状多孔泡沫镍基底表面，该多孔氧化石墨烯结构稳定、可靠，能够提供丰富、稳定的多孔结构。同时，配合氨基硅烷的偶联接枝和2，6‑二（2‑吡啶基）异烟酸基团的表面修饰，可以得到性能稳定的电化学发光传感器用石墨烯基复合薄膜。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯基电化学发光传感器及其制备方法
本专利技术属于电化学发光传感器领域，具体涉及石墨烯基电化学发光传感器及其制备方法。
技术介绍
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、传感检测、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。三联吡啶钌（[Ru(bpy)32+]）是常用的电化学发光信号源，其具有易操作、高灵敏度等优点，可用于医学药物的检测分析、环境分析等各个领域。将三联吡啶料负载在石墨烯表面制成电化学发光传感器，可以充分利用两者的优势，得到传感检测性能优良的电化学发光传感器。但是，现有的制备方法中，通常是将三联吡啶钌通过静电吸附的方式与石墨烯结合，两者的结合力不强，使得传感器不稳定。而且，在制备的过程中，通常以石墨烯的分散液为基础，在分散液中，石墨烯之间容易受其强相互作用而在电极表面形成薄膜结构，使得电极表面的孔隙结构被覆盖，最终影响电化学传感器的效果。虽然有研究者提出，可以用多孔石墨烯为基材，克服应石墨烯在分散液中存在强相互作用而形成薄膜带来的负面影响，且多孔结构可以提供更大的比表面积，有利于增强电化学传感器的传感效果。但是，目前的多孔石墨烯的制备液氮冷冻石墨烯分散液的方式来制备，这种制备方法得到的多孔石墨烯的孔隙结构并不稳定，使得制备的电化学传感器的稳定性不足。进而，又有研究者尝试以石墨烯量子点为基础，对其表面进行硅烷改性后，再进行三联吡啶基团修饰，可以改善传感器的抗离子干扰性能，拓宽了其在光谱测定和比色传感方面的应用范围。但是，制备得到的石墨烯量子点是分散的粒子，且最终得到三联吡啶修饰的石墨烯量子点复合材料的物理尺寸有限，实际应用受限，仅适合实验室使用。因此，需要研发出一种制备方法简便，性能稳定的石墨烯基电化学发光传感器。
技术实现思路
为了解决现有的石墨烯基电化学发光传感器中存在的上述缺陷和不足，本专利技术提供了一种以筒状多孔泡沫镍为基底的石墨烯基电化学发光传感器，其核心在于筒状多孔泡沫镍基底表面的多孔氧化石墨烯复合薄膜的制备。一种石墨烯基电化学发光传感器，以筒状多孔泡沫镍为基底，其特征在于，还包括负载于筒状多孔泡沫镍基底表面的多孔氧化石墨烯，偶联接枝在多孔氧化石墨烯上的氨基硅烷，以及修饰在氨基硅烷上的2，6-二（2-吡啶基）异烟酸基团。本专利技术的石墨烯基电化学发光传感器的制备方法包括如下步骤：（1）对筒状多孔泡沫镍基底清洗处理，去除表面的氧化膜，然后将清洗后的多孔泡沫镍基底埋入纳米石墨粉中，超声振动，使得纳米石墨粉渗入多孔泡沫镍基底的孔隙中，备用；其中，筒状多孔泡沫镍基底的内径为3-5mm，厚度为厚度为0.1-1mm，高度为10-20mm；（2）将渗有纳米石墨粉的筒状多孔泡沫镍基底浸入200ml浓硫酸溶液中，然后加入20-50ml高锰酸钾溶液，搅拌均匀，升温至80-90℃，滴加双氧水的同时施加超声振动，进行氧化反应，得到氧化石墨，然后进行去离子水超声清洗，去除未反应的石墨粉沉淀物，得到稳定负载在筒状多孔泡沫镍基底表面的多孔氧化石墨烯；（3）将制得表面负载有多孔氧化石墨烯的筒状多孔泡沫镍基底浸入氨基硅烷偶联剂的乙醇溶液中，在60-80℃下进行偶联接枝反应；（4）将经硅烷偶联剂偶联接枝反应后的筒状多孔泡沫镍基底浸入2，6-二（2-吡啶基）异烟酸的四氢呋喃溶液中，然后加入三丙胺，进行加热反应，以便于将2，6-二（2-吡啶基）异烟酸基团稳定修饰在多孔氧化石墨烯表面。进一步地，步骤（1）中，所述纳米石墨粉的粒径为20-500nm。进一步地，步骤（1）中，所述筒状多孔泡沫镍基底的孔径为1-100um。进一步地，步骤（2）中，所述浓硫酸是质量百分比浓度为98%的浓硫酸。本专利技术的内容还包括将所制备得到的石墨烯基电化学发光传感器应用到医学药物的检测分析或环境检测分析中。相对于现有的电化学发光传感器，本专利技术的石墨烯基电化学发光传感器具有以下优势：1、本专利技术中，以筒状泡沫镍为基底，将原料纳米石墨粉通过超声振动的方式渗透到其多孔结构中，然后再进行原位氧化，使得氧化得到的氧化石墨烯稳定地负载在筒状多孔泡沫镍基底表面，并得到相应的多孔氧化石墨烯结构，该多孔氧化石墨烯结构稳定、可靠，能够提供丰富、稳定的多孔结构。2、本专利技术中，直接以筒状泡沫镍作为基底，同时，该泡沫镍基底直接作为传感器的电极使用，氧化石墨烯与作为电极的泡沫镍基底之间的附着性能稳定，增强了电化学传感器稳定性。3、本专利技术中，通过对氧化石墨烯表面进行硅烷偶联剂的偶联接枝，在氧化石墨烯表面初步修饰了氨基基团，保障了后续的2，6-二（2-吡啶基）异烟酸基团在多孔氧化石墨烯表面的稳定修饰，改善了电化学发光传感器的稳定性。4、本专利技术的石墨烯基电化学发光传感器应用到医学药物的检测分析或环境检测分析中，检测效果优异，性能稳定，准确。具体实施方式为了对本专利技术的技术方案进行详细说明，下面给出本专利技术较佳的实施例。实施例1一种石墨烯基电化学发光传感器，其制备方法为：（1）对筒状多孔泡沫镍基底清洗处理，去除表面的氧化膜，然后将清洗后的多孔泡沫镍基底埋入纳米石墨粉中，超声振动，使得纳米石墨粉渗入多孔泡沫镍基底的孔隙中，备用；其中，筒状多孔泡沫镍基底的内径为4mm，厚度为厚度为0.5mm，高度为15mm；所述纳米石墨粉的粒径范围为20-500nm；所述多孔泡沫镍基底的孔径范围为1-100um；（2）将渗有纳米石墨粉的多孔泡沫镍基底浸入200ml质量百分比浓度为98%的浓硫酸溶液中，然后加入30ml高锰酸钾溶液，搅拌均匀，升温至90℃，滴加双氧水的同时施加超声振动，进行氧化反应，得到氧化石墨，然后进行去离子水超声清洗，去除未反应的石墨粉沉淀物，得到稳定负载在多孔泡沫镍基底表面的多孔氧化石墨烯；（3）将制得表面负载有多孔氧化石墨烯的多孔泡沫镍基底浸入氨基硅烷偶联剂的乙醇溶液中，在80℃下进行偶联接枝反应；（4）将经硅烷偶联剂偶联接枝反应后的多孔泡沫镍基底浸入2，6-二（2-吡啶基）异烟酸的四氢呋喃溶液中，然后加入三丙胺，进行加热反应，以便于将2，6-二（2-吡啶基）异烟酸基团稳定修饰在多孔氧化石墨烯表面。实施例2一种石墨烯基电化学发光传感器，其制备方法为：（1）对筒状多孔泡沫镍基底清洗处理，去除表面的氧化膜，然后将清洗后的多孔泡沫镍基底埋入纳米石墨粉中，超声振动，使得纳米石墨粉渗入多孔泡沫镍基底的孔隙中，备用；其中，筒状多孔泡沫镍基底的内径为3mm，厚度为厚度为0.2mm，高度为10mm；所述纳米石墨粉的粒径范围为20-500nm；所述多孔泡沫镍基底的孔径范围为1-100um；（2）将渗有纳米石墨粉的多孔泡沫镍基底浸入200ml质量百分比浓度为98%的浓硫酸溶液中，然后加入40ml高锰酸钾溶液，搅拌均匀，升温至80℃，滴加双氧水的同时施加超声振动，进行氧化反应，得到氧化石墨，然后进行去离子水超声清洗，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯基电化学发光传感器，以筒状多孔泡沫镍为基底，其特征在于，还包括负载于筒状多孔泡沫镍基底表面的多孔氧化石墨烯，偶联接枝在多孔氧化石墨烯上的氨基硅烷，以及修饰在氨基硅烷上的2，6-二（2-吡啶基）异烟酸基团。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基电化学发光传感器，以筒状多孔泡沫镍为基底，其特征在于，还包括负载于筒状多孔泡沫镍基底表面的多孔氧化石墨烯，偶联接枝在多孔氧化石墨烯上的氨基硅烷，以及修饰在氨基硅烷上的2，6-二（2-吡啶基）异烟酸基团。


2.如权利要求1所述的一种石墨烯基电化学发光传感器的制备方法，包括以下步骤：
（1）对筒状多孔泡沫镍基底清洗处理，去除表面的氧化膜，然后将清洗后的多孔泡沫镍基底埋入纳米石墨粉中，超声振动，使得纳米石墨粉渗入多孔泡沫镍基底的孔隙中，备用；其中，筒状多孔泡沫镍基底的内径为3-5mm，厚度为厚度为0.1-1mm，高度为10-20mm；
（2）将渗有纳米石墨粉的多孔泡沫镍基底浸入200ml浓硫酸溶液中，然后加入20-50ml高锰酸钾溶液，搅拌均匀，升温至80-90℃，滴加双氧水的同时施加超声振动，进行氧化反应，得到氧化石墨，然后进行去离子水超声清洗，去除未反应的石墨粉沉淀物，得到稳定负载在多孔泡沫镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞秀，
申请(专利权)人：青岛菲灿新材料科技服务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37