[发明专利]一种硫化钴纳米材料制备及其检测过氧化氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及食品检测领域，具体是一种硫化钴纳米材料制备及其检测过氧化氢的方法。

背景技术

目前食品中过氧化氢的检测方法包括滴定分析法（黄伟坤. 食品检验与分析[ M] . 北京:中国轻工业出版社,1989.171）、高效液相色谱-紫外检测法（陈易晖, 刘艳, 周建立, 朱海维, 项丽霞. 高效液相色谱-紫外检测法测定食品中的过氧化氢. 光谱实验室杂志. 2009. 26）、分光光度法（范华锋, 张忠义, 刘振林. 分光光度法测定食品中过氧化氢[J]. 中国卫生检验杂志. 2006. 16）、荧光法（张德新, 程露平, 姚群峰. 食品中过氧化氢残留量的荧光测定. 湖北中医学院学报. 2007. 9）和自动电位滴定检测法（张耀亭, 李建平, 白世基. 食品中过氧化氢的自动电位滴定检测法研究. 中国卫生检验杂志. 2007. 17）等，但这些方法均存在不同的问题和缺点，如碘量法和钛盐法这两种化学滴定法具有误差大、专属性差、精确度低、检测时间长、不适用于痕量检测等缺点；色谱法、分光光度法、荧光法等虽然具有灵敏度高、选择性好等特性，但这些方法均使用昂贵的大型仪器进行分析，不便于现场快速检测。相比之下，比色分析法可以直接通过裸眼观察得出结果，十分简单快捷，且随着高效催化剂的不断研究，其检测限也不断降低。

在比色分析检测过氧化氢的方法中，最早使用的催化剂为过氧化氢生物酶（HRP），其催化性能好，灵敏度高，专一性强，但是由于生物酶对温度和pH等条件要求极高且易失活，再加上价格昂贵，因此限制了其进一步应用。2007年Gao等人发现Fe₃O₄磁性纳米材料具有过氧化氢酶活性，但Fe₃O₄需要在40 ℃下反应10-30 min才能得出结果，且检测限较高。虽然Co₃O₄纳米花、WS₂纳米片和FeHPO₄纳米花等纳米材料模拟酶的稳定性和专一性得到了提高，且检测限较低，但对反应时间和温度、pH等要求严格，限制了用于实际样品的快速检测，如WS₂和Co₃O₄对过氧化氢的检测限分别为2.9 μmol/L和6 μmol/L，需要在40-50 ℃的温度下、pH值为3-5之间的弱酸条件下进行反应，且需要20 min左右的反应时间；磷酸氢铁纳米材料则需要在80 ℃的条件下才会有较高活性进行比色分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种过氧化氢快速检测的纳米材料，该材料能在常规条件下实现对过氧化氢的检测，并具有较低的检测限，且能用于实际样品的检测。

本发明所采用的技术方案是：一种硫化钴纳米材料制备方法，按照如下的步骤进行：

步骤一、将邻二氯苯、油酸、三辛基氧化膦放置于密闭环境使用氩气排出空气，缓慢升温到180-190℃，快速加入含有羰基钴的邻二氯苯溶液，保持温度在180-190 ℃，反应30 min，再加入含有硫磺的邻二氯苯溶液，继续反应2.5 h后得到纳米颗粒硫化钴分散溶液；

步骤二、待纳米颗粒硫化钴分散溶液冷却至室温后用多次用甲醇和蒸馏水依次清洗、离心，直至将硫化钴纳米颗粒上的表面活性剂全部除掉得到硫化钴纳米材料粉末。

作为一种优选方式：步骤一中邻二氯苯的量为12a-18a毫升，油酸的量为0.1a-0.2a毫升，三辛基氧化膦的量为0.1a-0.3a克，含有羰基钴的邻二氯苯溶液的量2a-5a毫升，其中羰基钴量为0.4a-0.6a克，含有硫磺的邻二氯苯溶液的量为2a-5a毫升，羰基钴中钴元素与硫磺的硫元素的摩尔比为3:4，a为正整数。

硫化钴纳米材料检测过氧化氢的方法，将硫化钴纳米材料粉末加入到中性的磷酸盐缓冲溶液中形成330克/升的硫化钴分散液，在Tirs-Hcl缓冲溶液中滴入硫化钴分散液、待检测的溶液、TMB显色剂，使硫化钴浓度大于等于1.4克/升，TMB显色剂浓度大于等于2.8毫摩/升，反应时间在5-6 min时，含过氧化氢的浓度大于等于0.647 毫摩/升的溶液会显出蓝色变化，反应8-10 min时，过氧化氢的浓度大于等于0.412毫摩/升的溶液会显出蓝色变化；反应时间为20 min时，过氧化氢的浓度大于等于0.176毫摩/升会显出蓝色变化，加入硫酸终止液，硫酸浓度大于0.2摩/升后，蓝色变为黄色。