[发明专利]一种石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将石墨炔、全氟磺酸基聚合物溶液溶于溶剂中，超声分散20-40min，得到石墨炔悬浊液；

其中，所述全氟磺酸基聚合物溶液的浓度为4-6vol％，所述溶剂选自乙醇与水的混合溶剂、无水乙醇、氯仿或甲苯；所述全氟磺酸基聚合物溶液与所述溶剂的体积比为1：10；所述石墨炔的终浓度为0.1-0.3mg/mL；

(2)将所述石墨炔悬浊液滴涂于热解石墨电极表面，干燥后得到石墨炔/石墨电极；

(3)在所述石墨炔/石墨电极电极表面滴涂预凝胶溶液，在氮气氛围下10-30min，得到石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极；

其中，所述预凝胶溶液包括N,N-二乙基丙烯酰胺单体、引发剂、交联剂、促进剂；所述N,N-二乙基丙烯酰胺单体浓度为0.3-0.6mol/L，所述引发剂选自0.3-0.6mg/mL过硫酸钠，所述交联剂选自1-2mg/mL N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述促进剂选自0.3-0.6mg/mL N,N,N’,N’-四甲基乙二酰胺。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述乙醇与水的体积比为1:0.5-1.5，优选为1:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述热解石墨电极的几何面积为0.08-0.2cm^-1；所述热解石墨电极的几何面积与所述石墨炔悬浊液的体积比为0.008-0.02cm^-1：1μL；所述预凝胶溶液的滴涂量为6-10μL。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述N,N-二乙基丙烯酰胺单体浓度为0.5mol/L，所述引发剂选自0.4mg/mL过硫酸钠，所述交联剂选自1.5mg/mL N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述促进剂选自0.46mg/mL N,N,N’,N’-四甲基乙二酰胺。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述预凝胶溶液在滴涂前充分通入氮气去除氧气。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，还包括：

(4)将所述石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极浸泡在缓冲溶液中，去除没有参加反应的小分子物质；其中，缓冲溶液选自B-R缓冲溶液、PBS缓冲溶液或Tris缓冲溶液。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法制备得到的石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极。

8.根据权利要求7所述的石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极，其中，所述石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极以热解石墨电极作为基底，基底上表面具有相邻的催化剂层和外部刺激响应层；所述催化剂层为石墨炔，所述外部刺激响应层为聚N,N-二乙基丙烯酰胺。

9.一种逻辑门系统，其中，所述逻辑门系统基于权利要求7-8中任一项所述的石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极构建。

10.根据权利要求7-8中任一项所述的石墨炔/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶薄膜电极或权利要求9中所述的逻辑门系统用于苯肼检测的用途。