[发明专利]一种碲金复合材料及其制备与应用

说明书

（一）技术领域

本发明涉及纳米材料制备及电化学检测领域，具体涉及碲金复合材料及制备与应用以及碲金复合材料修饰电极用于检测痕量三价无机砷的电化学方法。

（二）背景技术

水质污染是威胁人类健康和社会发展的重要问题之一，重金属污染是水质污染中的一个主要方面，重金属主要指对生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及重金属砷，环境中的重金属可通过食物链在生物体内富集，对机体的多个系统造成损害，砷的化合物均有剧毒，三价砷化合物比其它砷化合物毒性更强，如摄入量超标，就会在人体的肝、肾、肺、脾等部位蓄积，与细胞中的酶系统结合，使酶的生物作用受到抑制失去活性，从而引起中毒，此外砷还有致癌作用。因此建立高灵敏、准确的痕量无机三价砷离子测定方法，对维护环境安全和人类健康等方面具有重要意义。国家标准规定饮用水中砷检出浓度不得大于0.01mg/L(GB5479-2006)，根据国家生活饮用水标准检验方法-金属指标（GB/T5750.6-2006）规定，砷检测采用氢化物原子荧光法，原子荧光法法虽然灵敏准确，但操作繁琐、时间较长，需要昂贵的检测设备，而且为了保证工作曲线的准确性，需要适宜的浓度范围以确保砷含量能够与其荧光强度成正比关系。相比之下，电化学检测法既经济且方便，因此制备优良的用于检测砷的敏感材料就非常有价值。溶出伏安法作为一种被广泛使用的检测三价砷的电化学方法，在测定过程中主要存在两个问题，测定结果的灵敏度差以及铜离子对测定结果的干扰严重。纳米材料具有超小的结构单元、较高的比表面积等结构特点，材料尺度的减小，不仅增加了比表面积，更重要的是增加了表面能，从而提高了材料活性位点的利用率。因此用纳米材料来制作传感电极可以提高电极的检测性能，而纳米复合材料自身的选择性亲和性质及预富集方法的调控可以增强传感电极的选择性，减少其它金属离子的干扰。本发明利用制备的碲金复合材料修饰玻碳电极制得传感电极可以检测砷离子并且选择性好。

（三）发明内容

本发明目的是针对现有电化学技术检测三价砷的方法灵敏度差、线性范围窄及抗干扰能力差的问题，而提供的碲金纳米复合材料修饰电极用于检测痕量三价无机砷的电化学方法；本发明通过以有机碲源和弱还原剂为原料，制备碲枝晶模板，并以此模板加入含金前驱体制备具有杂化结构的金枝晶微纳米材料，即所述检测三价砷的传感电极所用的碲金复合纳米材料。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种碲金复合材料，所述碲金复合材料按如下方法制备：（1）碲枝晶：将有机碲源溶于有机溶剂中，在还原剂的作用下，加入无水乙醇a，在内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，于120~150℃条件下密闭反应3~5h，反应结束后，将反应液自然冷却至室温（25℃），取釜底产物离心分离（优选8000rpm，5min），取沉淀a依次用纯水、无水乙醇b洗涤后，再在50℃下干燥5小时，即获得碲枝晶；所述有机碲源为亚碲酸钠、联苯二碲、二乙基二硫代氨基甲酸碲、溴化苄基二丁基碲、对-甲氧苯基氧化碲中的一种或两种以上任意比例的混合；所述还原剂为二硫代水杨酸、柠檬酸钠或葡萄糖中的一种；所述有机溶剂为氯仿、无水乙醇、乙二醇或异丙醇中的一种或两种任意比例的混合；所述有机溶剂的体积用量以有机碲源中碲的物质的量计为38.5~82.5ml/mmol，所述无水乙醇a的体积用量以有机碲源中碲的物质的量计为60~80ml/mmol；所述有机碲源中碲物质的量与还原剂物质的量之比为1：2~5；（2）碲金复合材料：将步骤（1）获得的碲枝晶与乙二醇和含金前躯体混合，在60℃密封条件下振荡（优选260rpm）反应，跟踪监测直至反应液中金离子的紫外吸收峰消失（反应过程中取微量上层清夜用去离子水稀释后测其紫外可见吸收光谱，在200~400nm处没有金的吸收峰，则金前驱体反应完全，如果有金的吸收峰则继续反应，直至在200~400nm处没有金的吸收峰），则反应完全，将反应液离心分离（优选8000rpm，5min），取沉淀b干燥（优选70℃真空干燥2h），获得碲金复合材料；所述含金前驱体为氯金酸、氯金酸钾、氯化金或柠檬酸金钾中的一种。

进一步，步骤（2）中含金前驱体优选为氯金酸或氯化金钾中的一种。

进一步，步骤（2）中含金前躯体中氯金酸以4~12mmol/L氯金酸水溶液的形式加入。

进一步，步骤（2）中碲枝晶的用量以金属碲物质的量计（即以原始加入的有机碲源中碲的物质的量计），含金前躯体的用量以含金前躯体中金离子物质的量计，所述碲与金离子物质的量之比为1：0.15~0.4。