[发明专利]基于氧化石墨烯-多壁碳纳米管-金纳米棒复合材料的电化学传感器的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于氧化石墨烯‑多壁碳纳米管‑金纳米棒复合材料的电化学传感器的制备方法。本发明采用GO和MWCNTs的混合物修饰玻碳电极(GCE)后，进一步改性带正电荷的AuNRs，成功实现AA(抗坏血酸)电催化氧化的协同效应，降低过电位，大大提高灵敏度,并有效地拓宽检测的线性范围，使检出限大大降低，检出限达到8×10^‑10M；所得传感器不仅可以对AA进行高灵敏度检测，对于UA(尿酸)、DA(多巴胺)、谷胱甘肽(GSH)等物质同样适用；且可以有效排除试样中其他物质对于检测所造成的干扰，并且可以实现UA、DA、AA三组分的同时检测。

技术领域

本发明属于纳米功能材料与电化学技术领域，尤其涉及一种基于氧化石墨烯-多壁碳纳米管-金纳米棒复合材料的电化学传感器的制备方法。

背景技术

近年来，大量纳米材料被用于检测小分子物质，如AA、DA、葡萄糖(GLU)、UA、L-半胱氨酸(Cyc)和通过电催化的乙醛等。其中，贵金属和碳基材料由于其优异的物理和化学性质而引起了广泛的关注。

碳纳米管CNTs是分子纳米电子学的理想构建材料，因为它具有优异的面内导电性、极高比表面积和显著的机械性能。然而，碳纳米管在溶剂中的溶解性很差，特别是在水中极难分散溶解，因此，大量的研究集中于通过功能化CNTs表面来增加其溶解度。然而，它需要复杂的合成步骤，有时功能化可能会改变CNTs的初始性质。

目前，已报道另一种碳纳米材料，即石墨烯的衍生物--GO，被用作表面活性剂以分散CNTs。将GO加入CNTs后，通过还原反应，以恢复石墨烯结构获得rGO，rGO具有良好的导电性。然而，还原过程中，需要用到有毒的还原剂，且制备过程复杂。

另一方面，AuNRs在电催化检测小分子(如过氧化氢H₂O₂、一氧化氮NO、GLU、DA)方面、还原β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)及氧化方面具有很高的潜力。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于氧化石墨烯-多壁碳纳米管-金纳米棒复合材料的电化学传感器的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基于氧化石墨烯-多壁碳纳米管-金纳米棒复合材料的电化学传感器的制备方法，步骤如下：

(1)取氧化石墨烯与多壁碳纳米管粉末，再加入超纯水，超声分散24-48h；待氧化石墨烯、多壁碳纳米管与超纯水充分溶解混合后，继续超声分散24h，得氧化石墨烯-多壁碳纳米管混合悬浮液；其中，氧化石墨烯、多壁碳纳米管与超纯水的用量比为1mg：(0.5-1)mg：(0.5-1)mL；

(2)制备金纳米棒，静置24h，取上层清液作为金纳米棒溶液；

(3)将Al₂O₃抛光粉和超纯水按照重量比为1：(1-1.5)混合得抛光液，将玻碳电极置于抛光液中打磨成镜面，再依次采用无水乙醇和超纯水对玻碳电极进行超声清洗，除去表面杂质，用N₂吹干，得到表面干净的玻碳电极；

(4)取步骤(1)的氧化石墨烯-多壁碳纳米管混合悬浮液涂覆在步骤(3)的玻碳电极表面，自然晾干，即得到氧化石墨烯-多壁碳纳米管修饰的玻碳电极；

(5)将步骤(2)的金纳米棒溶液分多次涂覆到步骤(4)的氧化石墨烯-多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面，干燥，得到基于氧化石墨烯-多壁碳纳米管-金纳米棒复合材料的电化学传感器。

进一步，步骤(1)中，氧化石墨烯粉末采用Hummers法合成。

进一步，步骤(2)中，采用种子生长法制备金纳米棒，具体方法如下：