[发明专利]带正电荷的复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米复合材料领域，且特别涉及一种带正电荷的复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

十二烷基硫酸钠(SDS)俗称“工业味精谷氨酸”，是应用最为广泛的一种阴离子表面活性剂。同时，它也是很多清洗、去污行业使用的洗涤剂和去污剂中主要成分，也是生化和免疫检测方面常用的蛋白质变性剂。动物实验已证实SDS对动物体有直接的毒性作用。研究还表明泡沫化的SDS可以较大的干预水体中正常的氧气交换，最终导致溶解氧浓度的下降和引起水质恶化，进而对水体生态系统造成严重破坏。基于人类以及生态系统的发展前景，寻找一种快速灵敏的检测方法检测水体中SDS含量是非常重要的。碳材料以其优异的电化学性能及形貌特性，使其在生物传感、电池催化和环境分析等领域得到较为广泛的应用，它的出现有望在纳米材料科学领域引发新一轮革命，应用前景非常广阔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带正电荷的复合材料的制备方法，其能够快速将带正电荷的表面活性剂吸附到氧化石墨烯和碳纳米管外，该方法操作简单、条件温和、易于实现、具有广阔的工业前景。

本发明的另一目的在于提供一种带正电荷的复合材料，该复合材料有利于扩展电化学技术在环境检测中的应用范围，解决了对没有电化学活性的高聚阴离子聚合物电化学检测这一技术难题，其可以选择性的检测高聚阴阳离子化合物。

本发明的另一目的在于提供一种带正电荷的复合材料在检测SDS中的应用，其实现对高负电性的表面活性剂的高灵敏度检测。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种带正电荷的复合材料的制备方法，包括以下步骤：利用静电吸附作用将带正电荷的表面活性剂吸附到氧化石墨烯和碳纳米管上。

本发明提出一种带正电荷的复合材料，其通过上述制备方法制备得到。

本发明提供一种带正电荷的复合材料在检测SDS中的应用。

本发明带正电荷的复合材料及其制备方法和应用的有益效果是：该复合材料表面带有的正电荷能够吸附溶液中电活性阴负离子，随后可以特异性的与高聚阴离子通过阴离子交换技术将其置换，进而使得制备得到的复合材料能够快速、高效且特异性地进行电化学检测。并且能够实现对没有电化学活性的高聚阴离子表面活性剂进行电化学检测，扩大了其应用范围。而制备该复合材料的方法操作步骤简短、操作条件温和，易于实现，可大规模应用于工业生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例1提供的PDDA/GO/SWCNTs复合材料的电镜扫描图；

图2为本发明实验例1循环伏安法的检测结果图谱；

图3为本发明实验例1差分脉冲伏安技术的检测结果图谱；

图4为本发明实验例2差分脉冲伏安技术的选择性检测结果图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面对本发明实施例的带正电荷的复合材料及其制备方法和应用进行具体说明。

本发明实施例提供的一种带正电荷的复合材料的制备方法：

S1、将带正电荷的表面活性剂吸附到氧化石墨烯和碳纳米管外；

氧化石墨烯(GO)和碳纳米管表面主要以-COOH和-OH基团存在，它们可以对表面含有大量正电荷的聚合物产生特异性的静电吸附作用，进而使得该复合材料能够通过阴离子交换技术实现高聚阴离子化合物的高灵敏度检测，有效扩展了电化学技术检测的应用范围。

采用的原料为氧化石墨烯和碳纳米管而不是单一的氧化石墨烯或者碳纳米管是因为采用单一的氧化石墨烯或者碳纳米管形成的复合材料空腔小，吸附阴离子的空间小，阴离子不易与阳离子发生置换，进而影响其对阴离子高聚物的检测。而联合氧化石墨烯和碳纳米管形成的复合材料的空腔较大，能够更快地容纳更多地阴离子高聚物，进而提升复合材料检测阴离子高聚物的速率和效率。