[发明专利]一种纳米α-FeOOH/氧化石墨烯的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料、化学、环境等学科的交叉学科领域，具体涉及一种纳米α-FeOOH/氧化石墨烯的制备方法及其在测定痕量过氧化氢中的应用。

背景技术

过氧化氢作为一种重要的化合物，被广泛用作漂白剂、氧化剂、消毒剂、脱氯剂。大气中痕量的过氧化氢可将空气中+4价的硫氧化为+6价的硫而导致酸雨的形成；空气中过氧化氢含量不应超过1.4mg/m³，吸入过量可使人中毒。在生物体系中，过量的过氧化氢及产物·OH往往会造成脂质过氧化，蛋白质羰基化，某些酶和DNA链断裂或DNA加合物的形成而对人体造成危害。所以痕量过氧化氢的测定在环境分析领域和生化分析领域都是非常重要的。常见的测定痕量过氧化氢的紫外分光法、化学发光法、电化学和荧光分光光度法，大多基于辣根过氧化物酶催化活化过氧化氢。天然酶具有易失活、价格昂贵而且不能重复利用的缺点，限制了这些方法的使用。金属卟啉和金属酞菁配合物、席夫碱配合物、血红素和血色素等类酶的研究日益增加，但这些仿酶存在合成困难或者催化活性不高的缺点。为解决以上问题，申请人合成了α-FeOOH/氧化石墨烯复合纳米颗粒，该纳米材料具有类似辣根过氧化物酶的作用，可以催化过氧化氢将无色底物N,N-二乙基对苯二胺硫酸盐氧化成有色的阳离子自由基，据此可以建立一种简单快速测定过氧化氢的紫外可见分光光度法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种纳米α-FeOOH/氧化石墨烯及将其作为类酶测定过氧化氢的方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术措施：

一种纳米α-FeOOH/氧化石墨烯的制备方法，其步骤如下：

（1）取0.4g氧化石墨，加入100mL蒸馏水，超声1h得到氧化石墨烯分散液；

所述氧化石墨可参照文献J.Am.Chem.Soc.1958,80,1339-1339采用Hummers法制备，具体步骤为：在0℃冰浴中，向115mL98%浓H₂SO₄中边搅拌边加入5g石墨粉，然后再缓慢加入15g KMnO₄，加KMnO₄的过程中控制反应温度低于20℃，加完后，将温度升至35℃并恒定，搅拌2h后加入230mL蒸馏水，将温度上升至98℃并恒温搅拌15min，然后加入350mL蒸馏水和13mL30%H₂O₂，继续搅拌反应5min。所得产物用水多次洗涤、离心，直至上清液采用BaCl₂检测不到SO₄^2-，最后在真空干燥箱中干燥得到氧化石墨；

（2）在磁力搅拌下向步骤（1）所得氧化石墨烯分散液中加入0.2224g FeSO₄·7H₂O和0.064g Fe₂(SO₄)₃，然后缓慢加入NaOH溶液直至pH为7-8，继续反应1h后得黑色沉淀；

（3）用蒸馏水清洗步骤（2）所得黑色沉淀至洗出液为中性，即得产物。

一种利用上述方法制备得到的纳米α-FeOOH/氧化石墨烯测定过氧化氢的方法，步骤如下：

（1）将上述方法制备得到的纳米α-FeOOH/氧化石墨烯分散于蒸馏水中配置浓度为0.08-40g/L的纳米α-FeOOH/氧化石墨烯分散液备用。

依次加入0.40mL浓度为0.1mol/L的NaAc-HAc缓冲溶液（pH3.5-6.0）、0.80mL浓度为5.0×10^-4mol/L-5.0×10^-2mol/L的N,N-二乙基对苯二胺硫酸盐溶液、0.50mL浓度为0.08-40g/L的纳米α-FeOOH/氧化石墨烯分散液和1.80mL二次蒸馏水，超声分散，得混合溶液，准确移取0.50mL浓度为0.8-2400μmol/L的过氧化氢加入混合溶液中，置于25-60℃水浴下反应10-30min；

（2）反应结束后离心分离，以二次蒸馏水为空白，用紫外可见分光光度计测定反应上清液在550nm处的吸光度A；

（3）将吸光度A对应过氧化氢浓度作图，得到定量检测过氧化氢的工作曲线；

（4）取实际待测样品，处理成待测溶液后，采用与步骤（1）和（2）相同的方法测定反应上清液在550nm处的吸光度A，通过工作曲线计算出实际待测样品中过氧化氢的含量。