[发明专利]一种三维花状纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种三维花状纳米复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料为NiO/PDDA‑RGO，其制备方法是将PDDA‑RGO与水热反应煅烧后合成的NiO通过超声辅助的方法获得。该复合材料中还原氧化石墨烯作为NiO的载体，不仅克服了NiO导电性差的问题，也改善了分析物的吸附特性以增强电化学性能，是一种优良的电极修饰材料。将NiO/PDDA‑RGO复合材料修饰到电极表面，构筑电化学传感用于无酶亚硝酸盐检测。该方法克服现有技术存在的识别时间长且复杂繁琐、成本高、灵敏度低和识别效果不明显等技术问题，可以实现对复杂环境中亚硝酸盐的高灵敏、高选择性检测，在环境和食品等分析领域具有非常好的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料电化学检测，具体涉及一种三维花状纳米复合材料及其制备方法，以及该材料在亚硝酸盐检测中的应用。

背景技术

亚硝酸盐(NO^2-)是染色剂、食品防腐剂和农业施肥剂中常见的重要成分。然而，NO^2-以及有毒的无机污染物的过量使用、长期积累以及不加处理大量排放对环境系统和人类健康都造成极大损害，甚至亚硝酸盐可与胺和酰胺相互作用产生致癌的N-亚硝胺，导致潜在的癌症风险和“蓝色婴儿综合症”。此外，亚硝酸盐可与人体血液中的血红蛋白不可逆地反应产生高铁血红蛋白，会降低血液的氧气转运能力。世界卫生组织已报告，致命剂量范围为8.7μM至28.3μM的NO^2-。因此，迫切需要开发出可靠、敏感、准确的方法来检测NO^2-。迄今为止，不同的分析技术已成功应用于亚硝酸盐的检测例如化学发光法，荧光法，比色分析，色谱法，分光光度法，毛细管电泳和电化学方法。由于易于操作，可现场监控，成本低和高灵敏度，电化学传感器，尤其是无酶传感器受到广泛关注，它可以克服酶促方法的缺点，如繁琐的固定程序、不稳定和成本高。为了改善传感器的性能，寻找满足上述要求的材料至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维花状纳米复合材料NiO/PDDA-RGO(氧化镍-PDDA-还原氧化石墨烯)及其制备方法，以及将该复合材料用于亚硝酸盐的检测，以解决现有技术存在的识别时间长且复杂繁琐、成本高、灵敏度低和识别效果不明显等技术问题。

本发明将三维花状NiO与具有良好水溶性的PDDA-RGO复合，该复合材料中还原氧化石墨烯作为NiO的载体，不仅克服了NiO导电性差的问题，也改善了分析物的吸附特性以增强电化学性能，是一种优良的电极修饰材料。将NiO/PDDA-RGO复合材料修饰到电极表面，构筑电化学传感用于亚硝酸盐无酶检测。该方法可以实现对复杂环境中亚硝酸盐的高灵敏、高选择性检测，在环境和食品等分析领域具有非常好的应用前景。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种三维花状纳米复合材料NiO/PDDA-RGO的制备方法，包括以下步骤：

1)PDDA-RGO的制备：

将15-50mg氧化石墨烯在15-25mL去离子水中超声处理0.5-3h(优选3h)，得到氧化石墨烯分散液，然后将其置于容器中；接下来取浓度为1.0～2.0mg/mL氧化石墨烯分散液5～10.0mL于反应瓶中，加入8.0～12.0wt％的PDDA 50.0～60.0μL充分搅拌混匀，然后通过浓氨水调节pH值为9～10.0；再加入40.0～55.0μL 80％的水合肼，剧烈搅拌，将反应瓶放入50-80℃水浴锅中加热3-4h，冷却至室温，对合成的材料洗涤干燥即得到PDDA-RGO；

2)三维花状NiO的制备：