[发明专利]一种多重氢键有机超分子纳米棒/氧化石墨烯复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于多重氢键有机超分子纳米棒/氧化石墨烯复合物的易挥发有机物气体传感器的制作方法。以4‑氰基苯硼酸、1,3,5‑三溴苯、双氰胺为原料，通过有机合成的方法合成了多重氢键有机超分子纳米棒的单体C₃₃H₂₇N₁₅；采用溶剂诱导沉淀法，得到目标多重氢键有机超分子纳米棒；再通过超声、磁力搅拌的方法与氧化石墨烯复合，得到多重氢键有机超分子纳米棒/氧化石墨烯复合物；将复合物的水溶液滴在金交叉电极上，金交叉电极表面仅露出两端电极，其余部位被复合物覆盖，制得可以检测易挥发有机物气体的传感器。

技术领域

本发明涉及多重氢键有机超分子纳米棒/氧化石墨烯复合物及其制备方法和应用，属于功能纳米材料制备技术领域。

技术背景

多重氢键有机超分子纳米材料是通过在有机单体间的多重氢键相互作用自组装成的一种超分子纳米材料材料。这种材料不仅具有纳米材料尺寸效应、表面效应等特性，还具有有机超分子组成结构多样、易再生等特点。最近，科学家们合成多种多重氢键有机超分子纳米材料。这些稳定的多重氢键有机超分子纳米材料已经在物质分离、生物医药等领域显现出其优越的性能。

易挥发有机物是工业生产中广泛应用的化学试剂，空气中过量的易挥发有机物过量将污染了大气环境，危害人体健康。因此我们要严格监控大气中的易挥发有机气体的含量。同时人体呼出气中存在少量的易挥发有机物气体，这些气体是某些疾病的生物标识物，可以根据其在人体呼出气中的浓度判断人体的健康状况。研发高灵敏度的、高选择性的易挥发有机物气体传感器，对环境的治理和保护、人体疾病的早期诊断等具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多重氢键有机超分子纳米棒/氧化石墨烯复合物材料及其制备方法和应用，将多孔多重氢键有机超分子纳米棒和氧化石墨烯复合，提高了其复合物导电性和传感性能，并将该复合物用于易挥发有机物气体传感器的制备。

为了解决上述其中一个技术问题提出的技术方案是：一种多重氢键有机超分子纳米棒/氧化石墨烯复合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)加热条件下，将合成得到的多重氢键有机超分子纳米棒单体C₃₃H₂₇N₁₅溶于二甲基亚砜中；

(2)采用溶剂诱导沉淀法，将滤液缓慢滴加至丙酮中，最终析出目标多重氢键有机超分子纳米棒；

(3)将步骤(2)得到的纳米棒分散于水中，加入氧化石墨烯，超声，搅拌得到多重氢键有机超分子纳米棒/氧化石墨烯复合物。

优选的，所述步骤(1)中多重氢键有机超分子纳米棒单体C₃₃H₂₇N₁₅的制备方法是以4-氰基苯硼酸、1,3,5-三溴苯、双氰胺为原料，通过有机合成的方法合成。

优选的，所述步骤(1)中加热温度为100～180℃，多重氢键有机超分子纳米棒单体C₃₃H₂₇N₁₅与二甲基亚砜的摩尔比为1:350～400。

优选的，所述步骤(2)中的滴加速度为每分钟1～2毫升，丙酮与二甲基亚砜溶液的体积比为100:1～2。

优选的，所述步骤(3)中水和纳米棒的质量比为4:1～3，纳米棒和氧化石墨烯质量比为5:1～3，超声时间为1～3h，搅拌时间为6～24h。

优选的，所述步骤(1)中加热温度为150℃，多重氢键有机超分子纳米棒单体C₃₃H₂₇N₁₅与二甲基亚砜的摩尔比为1:384；所述步骤(2)中的滴加速度为每分钟1.5毫升，丙酮与二甲基亚砜溶液的体积比为200:3；所述步骤(3)中水和纳米棒的质量比为2:1，纳米棒和氧化石墨烯质量比为5:2，超声时间为2小时，搅拌时间为12小时。