[发明专利]一种铜基纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于食品检测及纳米材料合成领域，具体公开了一种铜基纳米复合材料及其制备方法和检测应用。所述铜基纳米复合材料是以废弃的蛋膜作为模板；再以植物质提取液为还原剂，将铜盐还原为铜纳米颗粒，从而制得。该铜基纳米复合材料对亚硝酸盐的检测高效灵敏，抗干扰能力强，具有广阔的应用前景。其制备材料易得、制备过程及设备要求简单，且材料对环境无污染，成本低廉。

技术领域

本发明属于食品检测和纳米材料技术领域，更具体地，涉及一种铜基纳米复合材料及其制备方法和对亚硝酸的电化学检测应用。

背景技术

亚硝酸盐是一种危险的潜在无机污染物，广泛存在于环境，食品，工业和生理系统中。在胃中的酸性条件下，当亚硝酸盐与食物中存在的仲胺和叔胺结合时，很容易转化为致癌的N-亚硝基胺，导致胃癌。重要的是，亚硝酸根离子被认为是核电厂废水生产中的主要有害污染物之一。当它溶解在水中时会引起腐蚀行为，并且对一些必需肥料的降解起到对环境有害的物质的作用。此外，亚硝酸盐经常被用作食品添加剂，因为它可以有效地防止微生物引起食物中毒。因此，有必要对环境和生理系统中亚硝酸盐浓度水平进行检测和监测。因此，近年来研究亚硝酸盐离子测定的精密分析技术的发展对环境和人类健康至关重要。

亚硝酸盐的问题已经引起了人们的高度重视，有许多的方法可以用于检测亚硝酸盐。通常，测定亚硝酸根的方法有分光度法、气相色谱法、高效液相色谱法、化学试剂法、毛细管电泳和电化学方法。其中电化学方法具有许多优点,原因是制造简单,反应迅速,灵敏度高，成本低。因此，电化学方法近来已经引起了对高性能亚硝酸盐传感器的发展的大量关注。

与各种贵金属（Au，Ag，Pd和Pt）纳米粒子相比，铜纳米粒子的选择受到启发，并因其低成本，高催化，光学，导电性和抗菌性能而受到众多应用的重视。此外，在不损害环境或人类健康的情况下生产纳米材料具有更重要的意义，以便为与环境有关的问题提供可持续的解决办法。

天然生物材料具有许多精细的层次结构，不能通过人工技术来模仿。这些奇特的几何形状和表面形貌使得生物材料成为合成具有均匀尺寸和复杂结构的不同纳米材料的理想模板。蛋壳膜是一种环境废弃物，具有均匀的微孔结构和交织的纤维网络，是构建三维纳米结构的良好模板。充分利用废弃蛋壳膜作为生物模板来构建高附加值的纳米材料符合当前绿色发展的需求。

综上所述，本发明利用蛋壳膜特殊的纤维网状结构，原位合成铜纳米颗粒。这种独特的三维结构可以为电化学反应提供更多的吸附位点和更大的比表面积。此外，与通常因聚集而失活的纳米颗粒不同，多孔网状具有刚性结构，使得它们不会因聚集引起失活。这些优异的特性使它成为一种高效且耐用的电催化界面材料，可用于催化氧化亚硝酸盐。基于此，我们开发了一种具有高灵敏度和选择性的电化学亚硝酸盐传感器。

发明内容

本发明针对现有亚硝酸盐检测技术的缺点，提供了一种铜基纳米复合材料。

本发明的另一个目的在于提供上述铜基纳米复合材料的制备方法，材料易得、制备过程及设备要求简单，且材料对环境无污染，成本低廉。

本发明的再一个目的在于提供上述铜基纳米复合材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种用于亚硝酸盐检测的铜基纳米复合材料，所述铜基纳米复合材料由蛋壳膜作为载体，再以植物质为还原剂将铜盐溶液原位还原为铜纳米颗粒制备所得。

优选地，所述铜基纳米复合材料是以蛋壳膜为模板。

优选地，所述蛋壳膜包括鸡蛋壳膜、鸭蛋壳膜、鹅蛋壳膜中的任一种。

优选地，所述铜盐溶液的浓度为0.01-0.1 M ，优选为0.05 M。

优选地，所述植物质还原剂提取液的浓度为0.1-1 g/mL，所述植物质提取液为芳樟、侧柏、桉树、绿茶、薄荷或柠檬的根茎叶提取液。