[发明专利]纳米ZrB2/碳纳米管复合糊电极传感器的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米ZrB₂/碳纳米管复合糊电极传感器的制备方法，其特征在于，首先，采用浓硫酸和高锰酸钾对碳纳米管进行预处理，得到预处理碳纳米管；然后，在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米ZrB₂：42~46%，预处理碳纳米管：21~25%，1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐：30~35%，研磨均匀，即得混合物碳糊；然后将其碳糊装入连有导线的内经为Φ5mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米ZrB₂/碳纳米管复合糊电极。本申请所制备的碳糊电极比普通的碳糊电极导电性能提高3~6倍，电化学窗口宽、制备方法简单、成本低、表面易更新、残余电流小等优点。检测头孢噻肟灵敏度高，选择性好。

技术领域

本发明涉及一种电化学传感器的制备方法，特别涉及一种纳米ZrB₂ /碳纳米管复合糊电极传感器的制备方法及应用。属于电化学分析领域。

背景技术

二硼化锆（ZrB₂）为六方体晶型，灰色结晶或粉末，相对密度5.8。耐高温，常温和高温下强度均很高。耐热震性好，电阻小，高温下抗氧化。可用作宇航耐高温材料、耐磨光滑的固体材料、切削工具、温差热电偶保护管以及电解熔融化合物的电极材料。特别适于用作滚动轴承滚珠的表面。其具有高熔点（3040℃）、高硬度（约22GPa）、高体弹模量（496 GPa）、高热导率（24.3W/（m•K）、低电阻率（0.78nΩ•m）、化学和热稳定性好等特点。是一类具有高容量电化学储能电极材料。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。由于碳纳米管中碳原子采取SP2杂化，相比SP3杂化，SP2杂化中S轨道成分比较大，使碳纳米管具有高模量和高强度。碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。另外，将碳纳米管与其他纳米结构复合也抑制碳纳米管片层的重叠。将高容量的过渡金属氮化物或导电聚合物与碳纳米管进行叠层复合，一方面碳纳米管被其他物质隔离开，能够减少团聚，增加电解液的流动性，另一方面，碳纳米管为复合后的赝电容物质提供了电子传导的三维网络。基于碳纳米管的复合材料表现出协同效应，在获得高容量的同时保持有良好的倍率性能。

碳糊电极是利用导电性的炭材料，如石墨粉与憎水性的粘合剂混合制成糊状物，然后将其涂在电极棒的表面或填充入电极管中而制成的一类电极。由于碳糊电极无毒、电化学窗口宽、制备方法简单、成本低、表面易更新、残余电流小等优点，已广泛应用于电化学分析、生物传感器制备和环境检测、食品药品分析中。但碳糊电极也存在一些缺点，如导电性能差，灵敏度低，稳定性差等。为了改进碳糊电极的性能，采用纳米ZrB₂ /碳纳米管复合材料作为碳糊电极的导电材料，采用离子液体作为胶粘剂，大大改善电极的性能。离子液体是完全有离子组成的在室温下呈液态的盐，具有性质稳定、导电性能优异和电化学窗口宽等优点，被广泛应用于材料、合成、生物催化和分离萃取等领域。离子液体加快了电子转移速率，提高了电极灵敏度和选择性。

头孢噻肟为第三代头孢菌素，是一种广谱抗生素。对革兰阴性杆菌的作用明显优于第一、二代头孢菌素，尤其对流感杆菌、大肠杆菌、肠杆菌、产枸橼酸菌属、沙雷菌属、克雷白杆菌属及产β-内酰胺酶的耐药大肠杆菌的作用比头孢哌酮强，特别对产青霉素酶的嗜血杆菌的作用最强。头孢噻肟治疗血液病合并感染的患者，临床反应最佳，杀菌作用时间维持较长，但对铜绿假单胞菌和阴沟肠杆菌杀菌作用较差。头孢噻肟的测定方法主要是高效液相色谱法，这种方法所使用的仪器昂贵，操作繁琐。

发明内容

本发明的目的是采用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为胶粘剂制备一种纳米ZrB₂ /碳纳米管复合糊电极传感器，提供了一种纳米ZrB₂ /碳纳米管复合糊电极传感器的制备方法，并应用检测头孢噻肟中。

仪器与试剂