[发明专利]锗酸锌纳米棒修饰的功能化石墨烯复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种锗酸锌纳米棒修饰的功能化石墨烯复合材料的制备方法及其应用，向GO分散液中加入PDDA，半小时后，向混合液中加入GeO₂和Zn(CH₃COO)₂·H₂O，将混合液超声1h使其充分混合；移入反应釜中于200℃条件下反应24h，将得到的反应产物进行离心、洗涤和烘干后得到Zn₂GeO₄‑PDDA‑GR纳米复合材料；使用移液枪滴涂5μLZn₂GeO₄‑PDDA‑GR分散液于裸玻碳电极表面并在红外灯下烘干，得到纳米传感器Zn₂GeO₄‑PDDA‑GR/GCE。该传感器检测实际样品岩白菜素药片中的岩白菜素时表现出了灵敏度高和检测限低等优点外，还具有选择性好，重现性高以及稳定的特点。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种锗酸锌纳米棒修饰的功能化石墨烯复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

在过去的几年中，低维结构的半导体氧化物由于具有优异的光学透明性，大的比表面积，出色的催化性能和特殊的吸附性能等，因而被广泛使用。在电化学领域，二元氧化物的使用非常广泛，例如SnO₂，TiO₂，ZrO₂或MnO₂等。近年来，锗酸盐等三元氧化物引起了很多领域的注意^[5]，比如锂离子电池，电容器以及电化学传感器等。由于锗酸锌纳米棒（Zn₂GeO₄ nanorods）具有高比表面积以及出色的光学、磁性和电化学性能等，所以引起了很多科学家们的注意。因此本工作将Zn₂GeO₄纳米棒作为电化学传感材料从而发挥它出色的电化学性能。

在目前的研究中，碳纳米管和石墨烯是广受欢迎的基底材料。研究表明，它们的电传导能力强，电化学性能好。因此，本工作使用石墨烯作为基底去负载和支撑其他电化学材料。但是，基于石墨烯的复合材料仍然有一些不足，例如它的疏水性和易聚集性。而这些不足大大的限制了它们的进一步应用。为了解决这些问题，一些科学家将离子液体和聚合物修饰到其表面，从而增强复合材料的分散性。本工作使用的聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）在提高复合材料分散性的同时，还能使石墨烯和纳米材料保持其原有的性质。

岩白菜素，别名矮茶树，可以从一些虎耳草科植物岩白菜、厚叶岩白菜和紫金牛科植物百两金的根、茎和叶中分离出来。据报道，岩白菜素具有抗菌、抗艾滋、抗心律不齐、抗氧化和和抗肝毒等活性。因此，岩白菜素广泛用于医药领域。因而对岩白菜素进行定量检测也非常有意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种锗酸锌纳米棒修饰的功能化石墨烯复合材料的制备方法及其应用，使用该复合材料制备的电化学传感器对岩白菜素具有高灵敏的响应。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种锗酸锌纳米棒修饰的功能化石墨烯复合材料的制备方法，步骤如下：

（1）将GO分散于超纯水中，超声2h，形成均匀的GO分散液；

（2）在搅拌的条件下，向GO分散液中加入PDDA，半小时后，向混合液中加入GeO₂和Zn(CH₃COO)₂·H₂O，将混合液超声1h使其充分混合；

（3）将混合液移入反应釜中于200℃条件下反应24h，将得到的反应产物进行离心、洗涤和烘干后得到锗酸锌纳米棒修饰的功能化石墨烯复合材料—Zn₂GeO₄-PDDA-GR纳米复合材料。

所述步骤（1）中GO分散液的浓度为1mg mL^-1。