[发明专利]基于丝瓜络生物质炭复合材料的电化学传感器的制备方法及该复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及电化学传感器技术领域，特别是涉及一种基于丝瓜络生物质炭复合材料的电化学传感器的制备方法，包括如下步骤：预碳化丝瓜络；氢氧化钾活化丝瓜络粉末；制备多孔生物质碳/聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑金复合材料；制备电化学传感器；本发明制备方法简单，所用的丝瓜络原料来源广泛、价格低廉，制备的复合材料具有较大的比表面积、导电性强和多孔结构，制得的电化学传感器具有良好的导电性和优越的电催化性能；本发明还提供该复合材料的制备方法及该复合材料修饰电极在电化学传感器中的应用，本发明不仅推动了电化学传感器领域的发展，而且在食品、医药和环境检测等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，特别是涉及一种基于丝瓜络生物质炭复合材料的电化学传感器的制备方法及该复合材料的制备方法。

背景技术

目前，以石墨烯、碳纳米管等碳材料修饰电极的电化学传感器得到了高速的发展。石墨烯和碳纳米管均具有良好的导电性、较高的比表面积和优越的电催化能力，提高了修饰电极的灵敏度，在食品、医药和环境等检测领域应用广泛。但石墨烯和碳纳米管的制备工艺复杂，成本较高，容易产生环境污染物等弊端限制了它们在电化学传感器的商业化应用。

近年来，研究者们发现了以生物质资源作为前驱体，控制合成的工艺可制备形貌各异的多孔碳，制备的多孔碳复合材料修饰电极，具有优异的导电性和电催化性能。丝瓜络作为一种分布较广、价格低廉的碳材料，具备独特的天然纤维管束结构。在碳化过程中，通过控制条件，在纤维管束结构中造孔将会提高生物质碳的负载量和比表面积。通过便捷、高效的一锅法在丝瓜络碳上负载聚3,4-乙烯二氧噻吩和金纳米颗粒，将使得复合材料具有较大的比表面积、导电性强和多孔结构，制得的电化学传感器具有良好的导电性和优越的电催化性能。该复合材料应用于电化学传感器领域具有很大的可行性和实用性，这将为生物质炭材料在电化学传感器领域的商业化应用提供一些新的途径和突破点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于丝瓜络生物质炭复合材料的电化学传感器的制备方法，该方法制备得到的丝瓜络生物质炭复合材料形貌可控，具有良好的电催化性能，可应用于木犀草素的电化学检测。

本发明还提供该复合材料的制备方法及该复合材料修饰电极在电化学传感器中的应用。

本发明采用如下技术方案：

一种基于丝瓜络生物质炭复合材料的电化学传感器的制备方法，包括如下步骤：

预碳化丝瓜络：先将丝瓜络用去离子水和乙醇交替浸泡，超声洗涤去除表面的尘垢杂质，接着放置于干燥箱中干燥；后对干燥好的丝瓜络放置于瓷舟内，移入高温管式炉中，通入氩气，以恒定的速率匀速升温至一定的温度进行煅烧，然后自然冷却至室温，粉碎，获得丝瓜络粉末，备用；

氢氧化钾活化丝瓜络粉末：称量所述预碳化丝瓜络步骤的制得的丝瓜络粉末和氢氧化钾粉末混合，加入一定量水超声分散后置于干燥箱中干燥，直至溶液蒸发完；移入高温管式炉中活化，通入氩气，以恒定的速率匀速升温至一定的温度进行煅烧，待冷却至室温后，用稀盐酸处理和去离子水反复浸泡洗涤过滤洗涤至滤液的pH为中性，且滤液经硝酸银溶液检测无白色沉淀，再置于真空干燥箱中干燥，得到多孔生物质碳材料；

制备多孔生物质碳/聚3,4-乙烯二氧噻吩-金复合材料：室温条件下，称取所述氢氧化钾活化丝瓜络粉末步骤中的多孔生物质碳材料加入到氯金酸水溶液中，超声分散后，缓慢滴加3,4-乙烯二氧噻吩单体溶液，接着，将悬浊液置于磁力搅拌中反应；反应结束后，将悬浊液进行离心处理，可得到多孔生物质碳/聚3,4-乙烯二氧噻吩-金复合材料；将该复合材料分散在30mL蒸馏水中，超声分散30min，待用；

制备电化学传感器：先将直径3mm的玻碳电极依次用0.3μm、0.05μm的氧化铝粉进行抛光处理，打磨成镜面，接着在无水乙醇、二次蒸馏水中进行超声清洗；取一定量所述制备多孔生物质碳/聚3,4-乙烯二氧噻吩-金复合材料步骤中的复合材料分散液滴涂于电极表面，红外灯下晾干，即可制得电化学传感器。