[发明专利]一种用于检测过氧化氢的铂/石墨烯纸纳米复合电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于检测过氧化氢的铂/石墨烯纸纳米复合电极材料及其制备方法。本发明首先采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，接着通过真空抽滤的方法制备氧化石墨烯纸，然后用化学法还原氧化石墨烯纸，最后采用电化学法沉积铂纳米粒子，得到用于检测过氧化氢的铂/石墨烯纸纳米复合电极材料。本发明的有益效果在于：其制备方法所需的原材料成本低廉，制备工艺简单，得到的复合材料有较好的模拟过氧化物酶活性，可用于小分子过氧化氢(H₂O₂)的检测；材料属于柔性材质，适于规模化生产和应用。

技术领域

本发明涉及纳米功能材料合成技术领域，具体地说，涉及一种用于检测过氧化氢的铂/石墨烯纸纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

过氧化氢（H₂O₂）是大多数酶催化反应的产物，在生物体内与许多病变的发生有着密切联系，可致DNA损伤，对人类有致癌的危险性。过氧化氢可能加速人体衰老的过程，与老年痴呆的过程密切相关。小分子过氧化氢经口摄入后很容易进入人体内组织和细胞，可进入自由基反应链，造成与自由基相关的许多疾病。因此，对H₂O₂进行准确、快速的检测显得尤为重要。目前，检测过氧化氢的方法主要有化学发光法、分光光度法、荧光法、电化学分析法等。电化学方法由于所需仪器简单、灵敏、快速而受到广泛重视，目前，许多文献报道采用辣根过氧化物酶修饰的电化学生物传感器测定过氧化氢，但通常酶的制备过程复杂，且酶作为具有活性的生物大分子，对外界条件的变化比较敏感，容易失活变性，影响传感器的寿命和测定结果的准确性，因此实际应用受到一定的限制，发展无酶过氧化氢（H₂O₂）传感器引起人们的兴趣。

石墨烯是目前研究的热门材料，它是一种以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳原子结构，拥有极好的机械、催化、热以及电学性能，例如它的电荷载子迁移率达到200000 cm²V^-1s^-1,热导率达到5000 Wm^-1K^-1,抗拉伸强度达到125 GPa,石墨烯的理论比表面积值达到2630 m²g^-1 。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于检测过氧化氢的铂/石墨烯纸电极纳米复合电极材料及其制备方法。本发明采用电沉积法（循环伏安法）在石墨烯纸上面制得复合材料，其作为无酶的过氧化氢传感器，可实现对过氧化氢的灵敏、快速测定。

本发明以高纯度石墨粉、氯铂酸为原料，通过电化学沉积的方法，一步制备得到铂/石墨烯纸纳米复合电极材料。具体技术方案如下。

本发明提供一种用于检测过氧化氢的铂/石墨烯纸纳米复合电极材料的制备方法，其包括以下步骤：

（1）以石墨为原料，采用改进Hummers方法制备氧化石墨烯；

（2）以氧化石墨烯分散液为原料，采用真空抽滤的方法制备氧化石墨烯纸；

（3）室温下，将氧化石墨烯纸在还原剂溶液中反应1-4h，得到还原石墨烯纸；

（4） 采用三电极体系，以氯铂酸溶液与硫酸溶液等体积混合得到的混合溶液作为电解液，工作电极上面夹上还原石墨烯纸，进行CV操作，电位区间从-0.2-1.25 V，扫描圈数为5-25圈，扫速30-60 mV/S，得到铂/石墨烯纸纳米复合电极材料。

本发明中，步骤（1）中，石墨粉的粒度小于30μm，含量不低于95%，碳含量不低于99.85%。

本发明中，步骤（2）中，氧化石墨烯分散液的浓度在0.5-5 mg/mL之间。