[发明专利]用石墨烯负载Pt单原子复合材料检测食品中胭脂红的方法

说明书

本发明涉及一种利用石墨烯负载Pt单原子复合材料检测食品中胭脂红的方法，属电化学分析检测技术或食品安全领域。本发明主要是利用水下液体介质等离子体电弧放电法制备了石墨烯负载Pt单原子复合材料，并将其应用于食品中胭脂红的电化学检测。本方法中将制得的石墨烯负载Pt单原子复合材料分散在高纯水中并超声半小时，制得分散液；将该石墨烯负载Pt单原子（GN/Pt₁）分散液滴涂在清洗干净的GCE表面并在红外灯下烘干获得GN/Pt₁/GCE。利用GN/Pt₁/GCE对胭脂红的电化学催化作用，通过方波溶出伏安法对其进行了快速测定。本发明方法具有快速、选择性好和灵敏度高等优点。

技术领域

本发明涉及电化学分析测试技术或食品安全领域，具体地说是以石墨烯负载Pt单原子复合材料为电极修饰材料，采用电化学手段检测食品中胭脂红的方法。

背景技术

胭脂红（E124）属于偶氮类色素，由于其色泽鲜艳，为了引起消费者的消费欲望，它经常被添加到饮料、甜点、果丹皮、葡萄酒等食品中。据新闻报道，2010年重庆查获大量罐头制品不合格，据悉是由于胭脂红等色素添加过量。而无论成人还是儿童长期过量食用偶氮类合成着色剂都可能引起高的遗传毒性和细胞毒性等危害，甚至有致癌的危险，国家法律和相关条例对食品中胭脂红添加量进行了严格的限定。根据我国食品添加剂使用卫生标准（GB 2760-1996），胭脂红平均日摄入量（ADI）介于0~4.0mg·kg^-1。因此，食品中这种色素的定性和快速定量分析在食品质量控制和保证消费者的安全的方面具有重要的意义。电化学传感技术，以其高灵敏、简单和易于小型化成为原位检测食品中违禁色素添加剂的好方法。当然，电化学传感器优异性能的发挥取决于所选取的电极，而电极性能的发挥取决于电极材料的设计。近年来具有好的电催化活性的石墨烯以及碳纳米管等碳载体负载金属纳米粒子复合材料被广泛用于电化学检测食品中偶氮类色素。特别地，Pt纳米颗粒由于其好的电催化活性和生物活性成为了热门的电极修饰材料。理论上负载型金属材料分散的极限是金属以单原子形式均匀分布在载体上，使每个原子都成为反应活性中心。特别是对于贵金属Pt来说，大量使用无疑增加了使用成本，因此，为了最大限度的发挥贵金属的使用效率，降低成本，制备金属单原子复合材料成为电极材料首选。

发明内容

本发明的目的是利用石墨烯负载Pt单原子复合材料融合了石墨烯高的导电性、大的比表面积以及Pt单原子高的催化活性和优异的稳定性，利用水下液体介质等离子体放电法成功制备了石墨烯负载Pt单原子复合材料，并将其应用于食品中胭脂红的快速检测方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种用石墨烯负载Pt单原子复合材料检测食品中胭脂红的方法，包括如下步骤：

（1）、石墨烯负载Pt单原子复合材料的制备

先配制氯铂酸溶液，并加入到水下放电电弧放电装置的水槽中；采用阴极和阳极为光谱纯石墨棒作为电极，两电极沿水平直线排列，浸没在电弧放电装置液面下；将电流和电压参数调节为80A和30V，控制放电时间；待水冷却后收集容器中溶液表层的产物，于真空干燥箱中干燥获得石墨烯负载Pt单原子GN/Pt₁复合材料；

（2）、石墨烯负载Pt单原子复合材料修饰玻碳电极的制备

将玻碳电极GCE用α-Al₂O₃粉浊液作抛光处理，接着清洗获得干净的玻碳电极；接着将GN/Pt₁复合材料分散在高纯水中并超声处理，制得GN/Pt₁分散液；之后，将GN/Pt₁分散液滴涂在清洗干净的GCE表面并在红外灯下烘干获得GN/Pt₁修饰玻碳电极GN/Pt₁/GCE；

（3）用作胭脂红电化学检测的石墨烯负载Pt单原子复合材料修饰玻碳电极的使用方法