[发明专利]一种纳米复合物电化学传感器、构建方法及其在对于亚硝酸根离子和碘离子检测中的用途

说明书

本发明基于羧基化石墨烯（COOH‑G）纳米材料，在该材料上负载贵金属金Au和银Ag，以合成具有高灵敏度和高导电性的纳米复合材料羧基化石墨烯负载金和银（COOH‑G/Au@Ag）。此材料修饰玻碳电极构筑成一种新型的电化学传感器，检测多种离子。对于亚硝酸根离子和碘离子的响应精确，并且能够同时对这两种离子进行响应，检测结果互不干扰。该传感器对亚硝酸根离子的检测限0.165μM，检测范围是0.5μM‑31.983 mM，对碘离子的检测限0.833μM，检测范围是35μM‑1‑0.37 mM。该传感器操作简单，响应快、成本低、线性范围宽，应用前景好。

技术领域

本发明涉及一种纳米复合物电化学传感器、构建方法及其在对于亚硝酸根离子和碘离子检测中的用途，属于电化学技术领域。

背景技术

传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成^[1]。近来传感器的发展趋向于生物医学研究急需的新型传感器、环保化学传感器、工业过程控制和汽车传感器^[2]。

电化学传感器是一种常见的传感器，它主要通过物理或者化学中的共价键合、吸附以及聚合等方式，有方向地将具有光电、催化等功能的材料覆盖到传感器的电极上，从而使电化学传感器具有新的功能，而这一过程也是电极修饰的过程，得到的新电极被称为修饰电极^[3]。电化学传感器是成本低、检测快的一种检测装置。化学修饰电极的出现推动力电化学的发展，它能够加快电子转移速度^[4]。

电化学传感器检测的原理是建立三电极体系，其由工作电极WE、参比电极CE、辅助电极RE构成。根据电化学传感器所检测的物质不同，电化学传感器可以分为离子传感器、气体传感器和生物传感器^[5]。传感器以图示和数据的方式表现出来其物质特性，这是一种很重要并且运用良多的一种低成本低能耗的分析手段。此技术在现代的环境分析、食品分析、生命分子中都能被广泛应用^[6]，可以解决许多生活中的常见的问题。

碳元素是生活中的一种常见元素，无论是纺织服装、使用工具、生产等各个方面都有运用，碳元素有三种电子杂化方式sp、sp²、sp³，构成了多姿多彩的碳材料世界，包括石墨、金刚石、C60-富勒烯^[7]、碳纳米管^[8]和石墨烯^[9]。

石墨烯各可以被运用在许多的科研领域，虽然从发现石墨烯至今已有多年，其依然体现出它强大的优越性以及巨大的科学价值。纯的石墨烯由于其表面的惰性，其分散体不稳定，所以在应用中有许多局限性，为了更好的利用石墨烯的优点，可以将石墨烯进行功能化，扩大其应用领域。目前石墨烯的功能化有两种方式种：共价键功能化和非共价键功能化^[10]。羧基化石墨烯（COOH-G）是一种功能化的石墨烯，层状表面具有丰富的羧基官能团，这些官能团具有感性，可以提高原本材料的活性，COOH-G的研究前景更加具有可瞻性。

贵金属金、银、钯、铂^]等几种金属，而随着纳米技术的推广，贵金属纳米粒子（NMNPs）从宏观进入微观，结合其本身的宏观物化性质，它们又体现出许多有研究意义的性质，它们的比表面积较普通状态的贵金属更加大、表面能增高、表面原子数增多，使之具有强大的催化性能和更加强大的导电性^[11~14]。