[发明专利]一种具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球及其制备方法

说明书

本发明公开了了一种具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球及其制备方法。该方法包括以下步骤：将玻碳微球粗产品加入到浓硝酸溶液中进行搅拌回流一段时间后，冷却至室温，经加水洗涤、离心或过滤，直至洗涤液呈中性，将所得固体沉淀物干燥即得到具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球。本发明制备具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球的方法简单、成本低、绿色环保，所得氧化玻碳微球具有良好的电致化学发光活性。

技术领域

本发明涉及一种具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球及其制备方法。

背景技术

电致化学发光是物质在电化学发光过程产生发光的现象。电致化学发光技术是电化学技术与化学发光技术交叉发展起来的一门相对的新兴技术，兼具电化学的良好可控性与化学发光良好的灵敏度的优点，在现代分析化学、生命分析与临床检方面具有广阔的应用前景。电致化学发光分析技术最核心的问题是如何获得高灵敏、低成本、环境友好的电致化学发光体材料。目前普遍使用的电致化学发光材料主要有两大类：一类是分子电致化学发光材料，如鲁米诺和联吡啶钌，它们具有具有发光效率高的优点，也有商业化应用，但缺点是不容易修饰、产品价格昂贵，使用成本高；另一类是纳米电致化学发光材料，主要有具有电致化学发光活性的含重金属镉、铅半导体量子点如CdS、PbS等，其特点是电致化发光活性高、容易制备和修饰、成本较低，材料毒性大对操作人员与环境都有害，而使其应用也受到很大的限制。近十多年来，人们发现了的碳基量子点，包括碳量子点和石墨烯量子点，解决了重金属半导体量子点的毒性高、和不容易修饰的问题，但碳基量子点尚存在水溶性过好，很难在电极表面进行固定，从而不利于构建电致化发光传感界面。因此制备出一种具有低成本、毒性小、电致化学发光活性高、易修饰、容易分离和固定的电致化学发光微米材料，对电致化学发光技术发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球及其制备方法，该方法操作简单、成本低廉，制备的氧化玻碳微球电致化学发光活性良好。

本发明通过如下技术方案来实现：

a、玻碳微球粗产品加入到硝酸溶液中进行搅拌回流；

b、冷却至室温，加水稀释，过滤或离心分离，用水多次洗涤、分离至滤液或离心清澈为中性；

c、收集沉淀物，干燥得到具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球。

其中步骤a所述硝酸的浓度为1%~98%，优选浓度为68%。

进一步地，步骤a所述玻碳微球粗产品与硝酸溶液的用量比例为每100mL 硝酸加入0.001～50g 玻碳微球粗产品，优选为每100mL 硝酸加入0.5g 碳纳米管粗产品。

进一步地，步骤a所述回流的温度为20～200 °C，回流时间为0.1～100h。回流时间优选为8h。

进一步地，步骤b所述分离方法可以是减压抽滤或离心超滤或离心分离。优选用0.2 um过滤膜抽滤。

本发明以工业制备的玻碳微球粗产品为作为原料，采用简单、廉价的酸氧化处理，通过研究和控制玻碳微球的酸氧化条件、反应温度、反应时间、酸的浓度，在保持玻碳微球的球状结构的基础上，使玻碳微球表面产生丰富的缺陷、表面态、及合适的氧化度，从而制备得具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球。

本发明利用玻碳微球所具有的类石墨烯和类富勒烯的碳纳米结构，通过硝酸氧化并破碎这些碳纳米结构，在玻碳微球表面形成小尺寸、碳边缘丰富、具有许多含氧基团和碳悬挂键的类石墨烯量子点和类富勒烯量子点，从而制得有强电致化学发光活性的氧化玻碳微球。本发明的反应机理，如何通过酸将玻碳微球粗产品制得具有电致化学发光活性的氧化玻碳微球。

本发明的显著优点：