[发明专利]纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布的制备及应用

说明书

本发明公开了纳米金/氮‑磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布，它利用电沉积法制备得到；碳布作为基底材料具有大活性表面积和孔隙率，优异的机械性能和化学稳定性；离子液体‑碳纳米管具有良好的导电性、高分散性和较大的表面积，可以提高传感性能；有益效果：经过杂原子掺杂后的碳纳米管导电性能更强，同时，离子液体‑碳纳米管与神经递质之间的相互作用，以及其上存在的丰富功能基团，有望有利于传感器的特异性，并且纳米金粒子进一步改变电极表面结构，增加催化活性位点，与碳纳米管的结合可以产生一种电极材料，用于催化应用和电化学传感器。制得的纳米金/氮‑磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布在神经递质及生物小分子等领域应用前景好。

技术领域

本发明属于神经递质生物信号分子检测技术领域，具体涉及纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布的制备及应用。

背景技术

碳布（CC）由众多均匀的碳纤维组成、碳元素丰富，具有独特的大活性表面积和孔隙率，易于功能化进行特异性检测。此外，CC易于低成本加工，机械和化学稳定性优异，电位范围广和电催化活性高，使其成为一种很有吸引力的传感基底，近年来已被设计用于临床，环境和食品样品以及工业产品中的生物分子，生物标志物以及危险和化合物检测。在传统的电化学分析中，由于脆弱和易受污染的缺点，工作电极主要是金的或玻璃碳电极，以保持无污染的表面，但制备电极的过程总是耗时、耗力，需要经验丰富的操作，极大地限制了电化学检测的实际应用。因此，迫切需要寻找一种简单有效的材料，以提高传感器的稳定性和操作方便性，从而更好地同时提高活性材料和基板的性能。

发明内容

本发明目的是提供纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布及其应用。

纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布，它是由下述方法制备的：

1）等离子体处理碳布：将碳布转移至石英舟内，用等离子体处理，处理的工作功率50-100W，工作时间15-100s，保护气体为氮气，刻蚀气体为氧气；

2）制备离子液体/碳布：将步骤1）等离子体处理好的碳布作正极，Pt作负极，加入0.001~0.005g离子液体，在1~2.75 V下沉积50~80s，制得离子液体/碳布；

3）制备氮-磷共掺杂碳纳米管：按碳纳米管氮源与磷源重量比为1:1~3:1~3进行称量，混合均匀，平铺放入刚玉舟内，放入管式炉中通氮气，升温至500~1500℃，维持1~5h；降温到室温，得到氮-磷共掺杂碳纳米管；

4）制备氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布：用步骤2）制得的离子液体/碳布作正极，Pt作负极，加入0.03~0.07g步骤2）制备的氮-磷共掺杂碳纳米管，在1.25~2V电压下沉积1~7min，制得氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布；

5）制备纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布：将步骤4）制备的氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布作正极，Pt作负极，加入0.05~0.1g纳米金粒子，在0.5~3V电压下沉积30s～250s，制得纳米金粒子/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布；

步骤1）所述的氧气流率为150 cc/min；

步骤2）所述的离子液体为1-甲基-3-丁基咪唑溴化铵；

步骤3）所述的氮源为尿素、三聚氰胺或双氰胺，所述的磷源为植酸、磷酸或三苯基磷；所述的升温和降温，速率均为5℃/min；

步骤3）所述的碳纳米管，经如下预处理：在浓度2M的硝酸中回流5-15小时，洗涤，干燥；于配制质量分数为1~5%的碳纳米管水系悬浊液，将碳布浸渍在悬浊液中１min，取出，60℃下烘干碳纳米管。

纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布电化学传感器，它包括：所述的纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布；

所述的纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布为工作电极，Pt作对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极。

所述的纳米金/氮-磷共掺杂碳纳米管/离子液体/碳布电化学传感器在检测神经递质方面的应用；