[发明专利]一种镍钴氧化物/石墨烯纳米杂化材料及其应用和电化学传感器

说明书

本发明涉及一种镍钴氧化物/石墨烯纳米杂化材料及其应用和电化学传感器，属于电化学传感器领域。该纳米杂化材料的制备包括：1)将镍盐、钴盐、咪唑基配体、石墨烯在溶剂中进行络合反应，固液分离，得到固相产物，将固相产物加入含有镍盐、钴盐的溶剂中进行溶剂热反应，得到沸石咪唑酯/石墨烯复合物；2)在保护气氛下，将步骤2)所得沸石咪唑酯/石墨烯复合物在300‑900℃煅烧，即得。该纳米杂化材料是由镍钴氧化物纳米颗粒嵌入3D石墨烯基质中构成，具有新型分级纳米结构。纳米杂化材料中不同金属价态的共存结合材料本身具有的大的比表面积、固有的空腔结构，可以为催化反应提供丰富的活性位点，使得其具有高催化活性。

技术领域

本发明属于电化学传感器领域，具体涉及一种镍钴氧化物/石墨烯纳米杂化材料及其应用和电化学传感器。

背景技术

H₂O₂是一种与细胞生长和信号转导密切相关的生物标志物，由于其浓度水平是心肌梗塞、阿尔茨海默病、帕金森病和癌症等疾病研究的关键生理参数，被认为是肿瘤诊断的生物标志物。长寿命和化学稳定性使其能够很容易地渗透到细胞中，这使它具有许多重要的生理功能。因此，对细胞内H₂O₂进行实时检测，以更好地了解H₂O₂的生物学效应以及寻找新的疾病治疗策略，具有十分重要的意义。

目前已经开发了不同的方法，如荧光法、比色法、化学发光和电化学方法等已发展成为H₂O₂检测的新方法。在这些方法中，电化学技术由于具有高特异性、快速响应、简单、便于操作和现场分析的特点，而被广泛关注。许多纳米材料，如贵金属(Pt、Pd或Au)，过渡金属氧化物，硫化物或磷化物和碳基材料等具有固有的催化活性，已被用于修饰电极构筑非酶电化学传感器来检测H₂O₂。其中，贵金属纳米颗粒(例如Pt、Pd、Au)具有优异的导电性和催化活性，是电催化剂的最佳选择。然而，由于它们各自不同的物理和化学性质以及金属纳米粒子的易聚集现象，它们的实际应用受到限制。此外，过渡金属基传感器通常具有较差的电子传导性或紧密的填充结构，这降低了它们的特定表面积，并大大削弱了它们的电化学性能。

申请公布号为CN103149256A的中国发明专利申请公开了一种由铁酸镍锶修饰玻碳电极的电化学传感器及其对H₂O₂的测定方法。该电化学传感器是利用铁酸镍锶(SrNiFeO₃)悬浊液对玻碳电极进行修饰，进而实现对H₂O₂的测定分析。该电极材料对H₂O₂的还原的电催化活性较差，导致相应电化学传感器的检测灵敏度较低，不能实现H₂O₂的快速、灵敏测定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍钴氧化物/石墨烯纳米杂化材料，以解决现有材料在H₂O₂测定时的电催化活性较差的问题。

本发明的第二个目的在于提供上述镍钴氧化物/石墨烯纳米杂化材料在过氧化氢方面的应用，以解决现有电催化材料在H₂O₂测定时的电催化活性差的问题。

本发明的第三个目的在于提供一种电化学传感器，以解决现有传感器的检测灵敏度低的问题。

为实现上述目的，本发明的镍钴氧化物/石墨烯纳米杂化材料的技术方案是：

一种镍钴氧化物/石墨烯纳米杂化材料，由包括以下步骤的方法制成：

1)将镍盐、钴盐、咪唑基配体、石墨烯在溶剂中进行络合反应，固液分离，得到固相产物，将固相产物加入含有镍盐、钴盐的溶剂中进行溶剂热反应，得到沸石咪唑酯/石墨烯复合物；

2)在保护气氛下，将沸石咪唑酯/石墨烯复合物在300-900℃煅烧，即得。