[发明专利]一种氧化锌纳米花-石墨烯复合材料的制备及应用

说明书

本发明涉及一种氧化锌纳米花‑石墨烯复合材料的制备及应用，属于新型功能材料与生物传感器检测技术领域。本发明是要解决现有材料在检测左旋多巴时灵敏度低和选择性差的问题。本发明主要制备方法如下：一、水热法制备出氧化锌纳米花；二、Hummers法制备氧化石墨烯；三、自动喷涂法制备出氧化锌纳米花‑氧化石墨烯复合材料电极；四、热还原法制备出氧化锌纳米花‑石墨烯复合材料。本发明制备的一种氧化锌纳米花‑石墨烯复合材料具有比表面积大、电导率高和生物相容性好等优点，可以作为电极材料检测左旋多巴。

技术领域

本发明涉及一种氧化锌纳米花-石墨烯复合材料的制备及应用。

背景技术

氧化锌，一种众所周知的半导体材料，具有3.37eV的宽带隙。氧化锌的形貌包括纳米棒，纳米花，纳米线，纳米片等。其中，氧化锌纳米线具有形貌可控、易合成的优点以及优异的生物兼容性和化学稳定性。由纳米线组成的纳米花具有大的孔隙率和更大的比表面积，使它与溶液的接触面积更大。此外，三维结构为电子转移提供了方便快捷的通道。但是ZnO纳米花在生物传感器中的进一步应用受到其低电子电导率的固有限制的阻碍。

石墨烯，一种具有二维蜂窝晶格和单个碳原子厚的碳质材料。石墨烯在过去几年中已在生物传感器中得到广泛研究，因为其具有高内在载流子迁移率，理论比表面积大和高化学稳定性。制备石墨烯的方法中，还原氧化石墨烯（GO）法是一种简单的方法。石墨烯还原的方法很多，如化学还原，热还原和电化学还原。 GO的化学还原最广泛地用于合成石墨烯，然而，使用诸如肼或氢醌等有毒化学物质的使用使其成为不太合适的方法。GO的热还原可以用作GO的化学还原的替代物，因为它提供了快速，绿色和廉价的材料合成方法。还原氧化石墨烯（rGO）具有较好的导电性，且表面具有许多含氧官能团，大大增加了表面的亲水性。因此将氧化锌与石墨烯优点结合起来制备出复合材料具有重要意义。

帕金森病是一种常见的神经系统变性疾病，最主要的病理改变是中脑黑质多巴胺能神经元的变性死亡，由此引起多巴胺含量显著减少而致病。直接添加多巴胺对治愈疾病没有帮助，因为它不能通过血脑屏障。左旋多巴（LD）可以穿过血脑屏障进入中枢神经系统，并在芳香族氨基酸脱羧酶的作用下生成多巴胺，以弥补脑部多巴胺的不足，但是LD的自身氧化发生在外周系统中，这将导致一些副作用，例如偏执狂精神分裂症和运动障碍。尿酸（UA）是人体嘌呤代谢的最终产物。由于UA和LD在许多生物系统中共存。因此，如何在尿酸干扰下精确的检测左旋多巴具有重要的实际意义。

发明内容

本发明是要解决现有材料在检测左旋多巴时灵敏度低和选择性差的问题，开发一种氧化锌纳米花-石墨烯复合材料，从而提供一种氧化锌纳米花-石墨烯复合材料的制备方法。

本发明提供的一种氧化锌纳米花-石墨烯复合材料的制备方法按以下步骤进行：

一、水热法制备出氧化锌纳米花

1）将0.04mol/L～0.06mol/L的硝酸锌溶液、0.04mol/L～0.06mol/L的六亚甲基四胺溶液和0.03mol/L～0.08mol/L的氨水溶液添加到60mL~80mL的去离子水中，放置在磁力搅拌器进行搅拌。步骤一1）中磁力搅拌器的搅拌速率为400-600r/min；搅拌时间为8min～15min得到水热反应溶液；

2）步骤一1）中的水热反应溶液转移至不锈钢高压反应釜中。90-130℃条件下水热反应10-14 h。步骤一2）中不锈钢高压反应釜内衬为聚四氟乙烯；

3）步骤一2）中水热反应得到的产物在空气中自然冷却至室温，得到氧化锌纳米花，打开反应釜用蒸馏水将材料清洗干净，并将过滤后的氧化锌纳米花转移到培养皿中，放入干燥箱中在60℃～100℃下干燥1~3小时得到氧化锌纳米花；

二、Hummers法制备氧化石墨烯