[发明专利]一种纳米线–纳米颗粒修饰电极的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米线–纳米颗粒修饰电极的制备方法，尤其是指一种金Au超长纳米线–纳米颗粒修饰电极的制备方法及其应用。

背景技术

腌制食品因其独特的风味以及含有大量的维生素、钙、磷和其他的无机物受广大消费者喜爱，但其含有亚硝酸盐，也使很多人望而远之。亚硝酸盐具有潜在的毒性，它在胃里与仲胺反应生成致癌物亚硝胺。世界卫生组织规定：腌制食品中亚硝酸盐含量不得超过0.2mg/kg，饮用水中亚硝酸盐不得超过3mg·L^-1。因此，精确检测食品及饮用水中的亚硝酸盐至关重要。目前检测亚硝酸盐的方法有分光光度法、色谱法、电化学等。电化学传感器是一种简便、价廉、快速的测试方式。目前，开发合适的电极材料是发展电化学传感器的关键技术。

纳米材料特殊的性质使其在传感器的研究中具有广泛应用，纳米材料具有大的比表面积、导致表面活性中心增多、可显著增加待测物质在修饰电极上电子传递速率，从而提高传感器的灵敏性。金Au纳米材料成为纳米材料中最具有研究活力和发展潜力的金属元素，因其具有奇异的光学、电学性质，在纳米电子学、纳米光电子学、催化作业和生物医学领域有着广泛的应用。在各种形状的Au纳米材料中，纳米颗粒和纳米线合成方面研究最多。Au纳米粒子和Au纳米线都具有独特光学和电学性质，好的催化活性，优良的生物亲和性。现有技术中已经有关于Au纳米颗粒修饰电极和Au纳米线修饰电极的制备的报到，而以碲Te超长纳米线为模板合成Au超长纳米线却未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以碲Te超长纳米线–纳米颗粒为模板合成金Au超长纳米线，并以此电极制备亚硝酸盐（以亚硝酸钠计）传感器电极，实现对亚硝酸盐的检测。

本发明目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种纳米线–纳米颗粒修饰电极的制备方法，该方法以碲Te超长纳米线–纳米颗粒复合体系为模板合成金Au超长纳米线，其步骤如下：

步骤1，合成Te超长纳米线

1.0g聚乙烯吡咯烷酮和0.01g亚碲酸钠溶解于35mL二次蒸馏水中，超声分散1小时，形成稳定的溶液，向溶液中加入1.65mL(40wt%)水合肼和3.35mL(28wt%)氨水溶液，快速混合后移入50mL的聚四氟乙烯衬里的反应釜中，将反应釜封闭后放入180°C的马弗炉中反应4小时，反应结束后，室温冷却12小时，向冷却液中加入80-200mL的丙酮，静止12-24小时，离心、用二次蒸馏水洗涤五次后得到Te超长纳米线；

步骤2，以Te超长纳米线为模板合成Au超长纳米线–纳米颗粒复合体系

称取10mgHAuCl₄·4H₂O溶于10mL蒸馏水，充分搅拌得到2.5mmol/LHAuCl₄溶液；称取29.4mg柠檬酸钠溶于50mL蒸馏水，充分搅拌得到2mmol/L柠檬酸钠溶液；称取12.9mgTe纳米线(0.1mmol)分散于25mL的蒸馏水中，搅拌均匀后加入1-5mL2.5mmol/LHAuCl₄溶液和0-5mL2mmol/L柠檬酸钠溶液,保持超声功率20-100w，超声反应20-60分钟，Te纳米线与HAuCl₄自动通过电流位移反应生成Au纳米线，柠檬酸钠还同时还原HAuCl₄得到Au纳米颗粒，反应结束后将产物用二次蒸馏水清洗5-10次以除去剩余的氯金酸溶液，在50℃真空干燥箱中干燥6小时，得到Au超长纳米线-纳米颗粒复合体系；

上述反应中，为了保证Te超长纳米线完全转化为Au超长纳米线，需保证反应结束溶液中仍存在HAuCl₄；以Te超长纳米线为模板合成Au超长纳米线的实验原理为：HAuCl₄·3H₂O+Te=Au+TeO₃^2-+4Cl^-+7H⁺

步骤3，Au超长纳米线–纳米颗粒复合体系修饰电极的制备

将所得Au超长纳米线-纳米颗粒复合体系溶于20mL的二次蒸馏水中得到Au超长纳米线-纳米颗粒复合体系水溶液，向所得水溶液中加入1mL5wt%萘酚，搅拌均匀后得到混合溶液，取1-5μL混合溶液滴涂到处理好的玻碳电极表面，用红外灯烘干，得到Au超长纳米线-纳米颗粒复合体系修饰电极。