一种钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维、其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种钴氮共掺杂碳纳米管负载石墨烯纤维材料、其制备和应用，属于纳米材料制备技术领域。以石墨烯纤维作为基底材料，通过异相外延法在其表面生长ZIF‑67，在ZIF‑67修饰石墨烯纤维前端放置三聚氰胺、尿素、ZIF‑67或双氰胺，并使其发生氮化和碳化；利用碳纳米管的尖端生长机制，以ZIF‑67修饰石墨烯纤维中分散的钴离子作为助催化剂，经过热解制备钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维。得到的钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维用作纳米酶电化学生物传感器，用于检测结直肠癌细胞中的硫化氢浓度，或用于模拟过氧化物酶和过氧化氢酶以消耗细胞内的活性氧，从而起到保护细胞的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维、其制备和应用
本专利技术属于纳米材料制备
，更具体地，涉及一种钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维、其制备和应用。
技术介绍
随着纳米技术的飞速发展，研究者们发现某些人工合成无机纳米材料具有与自然界中天然酶类似的结构和功能，因此被称为“纳米酶”，且纳米酶相较于天然酶具有对外界环境耐受性强、稳定性高、易于制备储存成本低等优势。目前，开发纳米材料为基础的高效非酶电催化剂用于检测和诊断癌细胞方面已做出许多努力，如贵金属(Au、Ag及其合金纳米粒子)、过渡金属(Cu、Zn)和碳材料(碳纳米管、石墨烯及其量子点)等。最新报道的过渡金属-氮-碳(M-N/C)电催化剂如雨后春笋般迅速发展，有望代替贵金属在电催化领域的地位。金属有机框架(MOF)由有机配体和无机金属离子组成，由于其常规晶体结构，可以赋予高特异性表面积、孔隙结构和可调孔径。然而，MOF的低导电性和低稳定性限制了其生物传感器的性能。对MOF进行热解被认为是实现高效的具有丰富的活性位点和均匀的微中孔结构的M-N/C电催化剂的有效方法之一。<br>随着分析技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将氧化石墨烯溶液用湿法纺丝的方法注入到凝固浴中，使氧化石墨烯凝胶化析出，得到氧化石墨烯纤维；/n(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯纤维进行还原处理，得到石墨烯纤维，然后置于二甲基咪唑和钴盐的混合溶液中，得到ZIF-67修饰石墨烯纤维；/n(3)将步骤(2)得到的ZIF-67修饰石墨烯纤维置于管式炉中在惰性气氛下煅烧，在所述ZIF-67修饰石墨烯纤维前端放置三聚氰胺、尿素、ZIF-67或双氰胺，并使该三聚氰胺、尿素、ZIF-67或双氰胺发生氮化和碳化；利用碳纳米管的尖端生长机制，以ZIF-67修饰石墨烯纤维中...

【技术特征摘要】
1.一种钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯溶液用湿法纺丝的方法注入到凝固浴中，使氧化石墨烯凝胶化析出，得到氧化石墨烯纤维；
(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯纤维进行还原处理，得到石墨烯纤维，然后置于二甲基咪唑和钴盐的混合溶液中，得到ZIF-67修饰石墨烯纤维；
(3)将步骤(2)得到的ZIF-67修饰石墨烯纤维置于管式炉中在惰性气氛下煅烧，在所述ZIF-67修饰石墨烯纤维前端放置三聚氰胺、尿素、ZIF-67或双氰胺，并使该三聚氰胺、尿素、ZIF-67或双氰胺发生氮化和碳化；利用碳纳米管的尖端生长机制，以ZIF-67修饰石墨烯纤维中分散的钴离子作为助催化剂，在石墨烯纤维表面生长钴氮共掺杂碳纳米管，即得到钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维。


2.如权利要求1所述的钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述钴盐为六水合硝酸钴、氯化钴和草酸钴中的至少一种。


3.如权利要求1所述的钴氮共掺杂碳纳米管修饰石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的氧化石墨烯纤维的直径为40-100mm，长度为2-50cm。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖菲，许云，王帅，
申请(专利权)人：华中科技大学，深圳华中科技大学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42