[发明专利]一种四羟基酞菁锌-还原氧化石墨烯纳米复合物及其制备的电化学传感器和应用

说明书

本发明公开了一种四羟基酞菁锌‑还原氧化石墨烯纳米复合物及其制备的电化学传感器和应用，该四羟基酞菁锌‑还原氧化石墨烯纳米复合物是基于水溶性四羟基酞菁锌和还原氧化石墨烯大π键的存在通过非共价键结合而成，两者的结合兼顾两者优势的同时，改善了两者分散性差的缺点，具有比表面积大，导电性好，稳定性强，易得，无毒，环境友好的优势。通过一步滴涂法直接将Nafion四羟基酞菁锌‑还原氧化石墨烯纳米复合物涂覆于玻碳电极表面，具有操作快速简单、重现性好等优点。制备的传感器成本低廉，稳定性和选择性好，能够实现对乙酰氨基酚的准确、快速、高灵敏检测，检测范围宽，检测限低至10nmol/L，在临床诊断和药品分析等领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种水溶性四羟基酞菁锌-还原氧化石墨烯纳米复合物及其制备的电化学传感器和应用，属于电化学和纳米材料技术领域。

背景技术

对乙酰氨基酚(AC)，是一种比较常用的解热止痛药，在临床治疗中具有极其广泛的应用。正常剂量的药物服用相对比较安全，但是过量的应用则会导致严重的肝毒性和肾毒性甚至致人死亡。同时，长期广泛的使用和滥用，代谢入环境中也会对水源造成一定的污染。

目前，对乙酰氨基酚的检测方法主要有液相色谱法、气相色谱法、液质联用等技术，但是这些技术方法相对费时费力，操作复杂，对样品前处理要求高，并且仪器昂贵。电化学传感器具有仪器价廉、操作简单、测定分析快速、准确、灵敏、选择性和稳定性高，样品前处理简单等诸多优势，具有良好的应用前景。因此，研发一种准确、简单、快速、高灵敏的电化学传感器用于对乙酰氨基酚的检测具有重要意义。

酞菁(Pcs)是一类类似于卟啉的具有18电子共轭大π体系的化合物，且铜、镍、锌、钴等金属离子可以通过共价及配位作用进入大共轭环中心形成高度稳定的金属酞菁(MPcs)，在诸多领域具有广泛的应用。尤其由于其共轭的大环结构使其具有了优异的电化学活性，在电化学传感器方面有着重要的应用价值。但金属酞菁属于半导体化合物，在电极反应中会一定程度上阻碍电子的传递，且金属酞菁溶解性极差，在溶液中分布不均一，以悬浊液的形式修饰电极，易于脱落，严重降低电化学反应的稳定性和重现性，从而影响了其在电化学中的应用。

还原氧化石墨烯(rGO)，具有导电性好、比表面积大的优势，在电化学应用中广泛。但是由于石墨烯片层间存在较强的范德华力，易于堆积团聚，在水中难以分散，严重限制了石墨烯的进一步应用。所以，展开对还原氧化石墨烯的功能化修饰则具有重要意义。石墨烯含有离域大π键，易于与酞菁等含有丰富π电子的物质通过非共价键结合将酞菁负载于石墨烯上，有效的防止酞菁之间和石墨烯之间的团聚，比表面积增加，且由于共轭体系进一步延长，增强电子传输效率。

羟基具有很好的亲水性，羟基功能化是改善化合物水溶性的较好的途径，基于此，合成四羟基化的酞菁锌，利用其拥有18个电子的离域大π键与还原氧化石墨烯进行非共价结合制备纳米复合材料。目前，没有以水溶性四羟基酞菁-还原氧化石墨烯为电极敏感材料，构建新型电化学传感器，用于对乙酰氨基酚检测的相关报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种水溶性四羟基酞菁锌-还原氧化石墨烯纳米复合物及其制备的电化学传感器和应用，该电化学传感器价格低廉、操作简单、稳定性高、选择性好，可实现对乙酰氨基酚的宽线性范围的高灵敏度检测。

为了实现上述目的，本发明的技术方案之一是：

一种四羟基酞菁锌-还原氧化石墨烯纳米复合物，是以水溶性四羟基酞菁锌和还原氧化石墨烯为原料制备而成。具体的制备方法为：0.01g四羟基酞菁锌溶解于300μL DMF中，加入10mL 1mg/mL还原氧化石墨烯溶液，室温搅拌12h后，离心，所得沉淀水洗后，得到四羟基酞菁锌-还原氧化石墨烯纳米复合物；将所得四羟基酞菁锌-还原氧化石墨烯纳米复合物溶解于10mL水中，得到四羟基酞菁锌-还原氧化石墨烯纳米复合物溶液，备用。