[发明专利]一种含氮多孔碳负载金属纳米粒子的敏感材料及其制备方法、应用

说明书

本发明提供了一种含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料作为电化学传感器敏感材料的应用；所述含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料包括含氮多孔碳以及负载在所述含氮多孔碳上的金属纳米颗粒。本发明设计的具有特定结构和组成的新型含氮多孔碳负载金属纳米粒子，既可以彻底清除金属纳米颗粒表面的保护剂，又可以维持金属纳米颗粒的小尺寸。本发明提供的NPC‑M敏感材料具有结构稳定，比表面积大，催化活性高的优点。作为电化学传感器敏感材料在二氧化氯的检测中具有检出限低，灵敏度高，选择性强的优点。

技术领域

本发明属于电化学传感器敏感材料技术领域，涉及一种含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料作为电化学传感器敏感材料的应用、含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料的制备方法、应用，尤其涉及一种含氮多孔碳负载金属纳米粒子的敏感材料及其制备方法、应用。

背景技术

二氧化氯由于其较强的氧化性，作为目前最理想的杀菌消毒剂而广泛应用于饮用水消毒、医疗卫生、水产养殖、食品保鲜等重要领域。二氧化氯已经成为国际上公认的氯系消毒剂最理想的产品，被世界卫生组织列为A1级杀菌消毒剂。然而，二氧化氯如若使用不当，对人体的损害同样不可忽略，当其浓度过低时，不能起到相应的杀菌消毒效果；当其浓度过高时，可对人体的黏膜组织产生刺激，长期接触可患慢性支气管炎等疾病。各国一直对二氧化氯的使用浓度有着严格的要求，我国GB28931-2012中也明确规定了二氧化氯溶液用于不同消毒对象的使用浓度，防止人们的生命健康收到危害。因此，在二氧化氯的实际应用时，需要更加高效灵敏的二氧化氯检测技术。

目前，电化学传感器具有灵敏度高，检测限低，操作简便等优点，其检测原理是利用敏感材料的催化性能促使待测物发生氧化还原反应，输出电流信号与待测物浓度成正比，从而实现对待测物浓度的检测。

然而，如何制备性能更加优异的电化学传感器敏感材料，特别是针对二氧化氯检测性能更加优异的电化学传感器敏感材料仍是本领域技术人员面临的挑战之一，也是亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料作为电化学传感器敏感材料的应用、含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料的制备方法、应用，特别是一种含氮多孔碳负载金属纳米粒子的敏感材料。本发明提供的含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料，既可以彻底清除金属纳米颗粒表面的保护剂，又可以维持金属纳米颗粒的小尺寸，作为电化学传感器的敏感材料，在二氧化氯的检测应用中具备较高的灵敏度，选择性，以及较低的检出限。而且制备工艺简单、易操作、条件温和、可控性好，更加适于工业化推广及应用。

本发明提供了一种含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料作为电化学传感器敏感材料的应用；

所述含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料包括含氮多孔碳以及负载在所述含氮多孔碳上的金属纳米颗粒。

优选的，所述金属纳米颗粒与含氮多孔碳的质量比为1：(1～8)；

所述金属包括Au、Pt、Pd、Ir、Rh和Ag中的一种或多种；

所述金属纳米颗粒的粒径为1～20nm；

所述含氮多孔碳的孔径为0.1～35nm。

优选的，所述金属纳米颗粒限域在所述含氮多孔碳的孔洞中；

所述含氮多孔碳为含氮的多孔无定型碳；

所述敏感材料包括检测二氧化氯的敏感材料。

本发明提供了一种含氮多孔碳金属纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将有机碳氮源、保护剂、氧化剂和稀盐酸溶液混合后，得到中间产物；

2)将上述步骤得到的中间产物、造孔剂和水再次混合后，煅烧，得到含氮多孔碳；