[发明专利]一种直立石墨烯电子媒介体电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种直立石墨烯电子媒介体电极材料及其制备方法，电极材料包括：基底材料和沉积材料，所述基底材料为直立石墨烯材料，所述沉积材料为电子媒介体薄膜，所述电子媒介体薄膜均匀负载于所述直立石墨烯材料的三维花瓣结构上。其制备方法包括配制电子媒介体电解液；连接三电极电路，将连接好的三电极电路放入制得的电子媒介体电解液中，将基底材料作为工作电极和对电极；利用循环伏安法进行电子媒介体的沉积，得到表面沉积电子媒介体薄膜的电极材料；沉积结束后，对电极材料进行清洗；将电极材料晾干。本发明利用直立石墨烯材料作为基底材料，将电子媒介体沉积于直立石墨烯材料表面，提高了电极的灵敏度和检测范围。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种直立石墨烯电子媒介体电极材料及其制备方法。

背景技术

电子媒介体是指将酶反应过程中产生的电子从酶反应中心转移到电极表面，使电极产生相应电流变化的分子导电体。常用的电子媒介体按分子结构特点可以分为有机低分子媒介体和高分子媒介体，其中有机低分子媒介体主要包括二茂铁及其衍生物、有机染料、醌及其衍生物、四硫富瓦烯和导电有机盐；高分子媒介体主要包括变价过渡金属离子型和有机氧化还原型等氧化还原聚合物。

本申请首次提出将电子媒介体—普鲁士蓝应用于电极材料中，形成一种新型的直立石墨烯复合电子媒介体薄膜材料。将其应用于电化学生物传感器项目中，利用直立石墨烯的高比表面积，高导电性，和特殊孔道结构，及连在主链上的电子媒介体有较大的活动自由度，便利了媒介体在酶和电极之间的扩散，使媒介体与活性中心及电极表面接触的几率提高，加快电子传递速率。还能解决粉体石墨烯和浆料石墨烯不容易分散的技术难题。

发明内容

本发明提供一种直立石墨烯电子媒介体电极材料及其制备方法，本发明的直立石墨烯电子媒介体电极材料，通过在直立石墨烯材料表面修饰电子媒介体作为传输介质，在酶的活性中心与直立石墨烯电极表面传递电子，降低氧化电势，提高电极的灵敏度和检测极限。

本发明的技术方案具体如下：

首先，本发明提供了一种直立石墨烯电子媒介体电极材料，包括：基底材料和沉积材料，所述基底材料为直立石墨烯材料，所述沉积材料为电子媒介体薄膜，所述电子媒介体薄膜均匀负载于所述直立石墨烯层的花瓣结构上。

进一步地，所述沉积材料的厚度为0.1-150nm。

进一步地，所述基底材料为不多于7层的直立石墨烯材料，所述直立石墨烯材料的厚度不大于2.5nm。

进一步地，所述直立石墨烯材料为纯直立石墨烯材料或经过纳米金修饰的直立石墨烯材料。

进一步地，所述电子媒介体为普鲁士蓝、麦尔多拉蓝、二茂铁及其衍生物、铁氰化钾、亚甲基蓝、亚甲基绿、甲苯胺蓝、萘酚绿、吩嗪、聚乙烯基吡啶、天青Ⅰ或四硫富瓦烯中的一种。

其次，本发明还提供一种以上所述的直立石墨烯电子媒介体电极材料的制备方法，包括步骤：

S10、选取直立石墨烯作为基底材料；

S20、在基底材料上进行电子媒介体电化学沉积；

其中步骤S20具体包括以下步骤：

配制电子媒介体电解液；

连接三电极电路，将连接好的三电极电路放入制得的电子媒介体电解液中，其中将基底材料作为工作电极和对电极；

利用循环伏安法进行电子媒介体的沉积，得到表面沉积电子媒介体薄膜的电极材料；

沉积结束后，对电极材料进行清洗；

将电极材料晾干。

进一步地，电子媒介体的沉积时间为1-20min。