[发明专利]凹凸棒/氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种凹凸棒/氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极、制备方法以及在邻苯二酚和对苯二酚同步检测的应用。所述方法将质量比为2～4:1为酸改性的凹凸棒和氮掺杂石墨烯混合，超声分散在N,N‑二甲基甲酰胺中，然后将分散液滴涂在玻碳电极上，制得复合物膜与玻碳电极构建的Pal/NGE修饰玻碳电极。本发明的凹凸棒/氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极制备简单，绿色经济，成本低廉。凹凸棒/氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极能够用于邻苯二酚和对苯二酚的同步检测，并且重现性好，稳定性高，响应时间短，对邻苯二酚和对苯二酚的最低检测限分别为0.13μmol/L和0.8μmol/L。

技术领域

本发明属于电化学分析检测技术领域，具体涉及一种凹凸棒/氮掺杂石墨烯(Pal/NGE)修饰玻碳电极、制备方法以及在邻苯二酚和对苯二酚同步检测的应用。

背景技术

凹凸棒(Pal)也叫坡缕石，是一种具有多孔结构和大的比表面积的天然纳米纤维状的结晶型水合镁铝硅酸盐，具有类似沸石通道，吸附能力强。凹凸棒表面存在大量的活性羟基，使得在其表面容易进行嫁接反应，也可以作为催化活性位点应用于催化领域。目前凹凸棒及改性凹凸棒的应用主要集中在用作吸附剂吸附活性染料和重金属离子和药物的载体。凹凸棒差的导电性限制了其在电化学传感上的应用。将凹凸棒与其他导电性好的功能材料进行合理的搭配用于电化学检测分析则是一种很好的选择。以异质原子如氮，硫，硅或硼等化学掺杂石墨烯，得到的产物具有很好的电催化活性和导电性。温艳萍等人(Wen Y,etal.Simultaneous analysis of uric acid,xanthine and hypoxanthine usingvoltammetric sensor based on nanocomposite of palygorskite and nitrogen dopedgraphene[J].Journal of Electroanalytical Chemistry,2017,805:159-170.)将质量比为2:1的凹凸棒和氮掺杂石墨烯超声分散于壳聚糖溶液中，将分散液修饰的电极用于电化学检测尿酸、黄嘌呤和次黄嘌呤。

邻苯二酚(CT)和对苯二酚(HQ)是两种重要的工业原料，被广泛用于制作燃料、化妆品、抗氧化剂、农药等。但是它们具有一定的毒性，难降解，污染环境，结构类似的邻苯二酚和对苯二酚通常共存且在它们在裸玻碳电极上的氧化还原峰重叠，难以对它们实现同步检测。司维蒙等人(Si W,et al.Selective sensing of catechol and hydroquinonebased on poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/nitrogen-doped graphene composites[J].Sensors and Actuators B:Chemical,2014,199:154-160)等人研究了邻苯二酚和对苯二酚在聚3,4-乙撑二氧噻吩/氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为，并用差分脉冲伏安法在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中进行定量检测，邻苯二酚和对苯二酚的检测限分别为0.26μM和0.18μM，线性范围均为1～10μM。而聚3,4-乙撑二氧噻吩/氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极制备过程复杂，3,4-乙撑二氧噻吩单体价格昂贵，且聚合过程中用到乙腈溶液会对人体有害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备简单、绿色经济的凹凸棒/氮掺杂石墨烯(Pal/NGE)修饰玻碳电极及其制备方法，以及其在邻苯二酚和对苯二酚电化学同步检测的应用。

实现本发明目的的技术解决方案为：

凹凸棒/氮掺杂石墨烯(Pal/NGE)修饰玻碳电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将凹凸棒加入盐酸溶液中，搅拌，过滤，水洗，研磨，过筛得到酸改性的凹凸棒；

步骤2，按酸改性的凹凸棒和氮掺杂石墨烯的质量比为2～4:1，将酸改性的凹凸棒和氮掺杂石墨烯混合，溶于N,N-二甲基甲酰胺并超声分散均匀，得到Pal/NGE分散液；