[发明专利]一种基于植酸分散的石墨烯纳米材料修饰的玻碳电极及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于电化学和纳米材料技术领域，特别涉及一种基于植酸分散的石墨烯纳米材料修饰的玻碳电极及其制备方法和该电极用于对乙酰氨基酚的检测。

背景技术

石墨烯是由sp²杂化碳原子键合，具有六方点阵蜂窝状二维结构的单层平面石墨，由于其独特的结构、高的机械强度、可协调的光学性能以及导电性而备受科研工作者的喜欢。石墨烯已经应用于许多领域：如传感器、电容器以及燃料电池等。然而，在实际应用中，石墨烯片层容易发生团聚，使石墨烯的应用受到了很大的影响，因此通常将有机溶剂或表面活性剂水溶液作为石墨烯分散液，依靠静电作用或分子间作用力，实现石墨烯的单层分散，进而促进了石墨烯的材料组装以及性质研究，但是目前报道的石墨烯分散液浓度都较低，限制了石墨烯的发展。

目前分散石墨烯的体系主要有三种：（1）表面活性剂水溶液；（2）有机溶剂；（3）超酸。其中：表面活性剂水溶液成本低，操作简单，但是得到的石墨烯分散液的浓度较低；有机溶剂可以得到较高浓度的分散液，但是其成本高，污染大，不利于石墨烯的进一步应用；超酸体系中虽然可以得到浓度最高的石墨烯的分散液，该体系对设备要求高且操作繁琐，限制了石墨烯的应用。如能寻找到一种简单、环保、价廉的分散剂，以得到较高浓度的石墨烯分散液，无疑会促进石墨烯的发展。

植酸（IP₆）是从植物种籽中提取的一种有机磷酸类化合物，其化学名为肌醇六磷酸，是磷的主要存在形式之一。由于植酸具有好的生物相容性、无毒环保等优势，已经广泛的被用于螯合剂、保鲜剂、抗氧化剂、水的软化剂、发酵促进剂、金属防腐蚀剂等，广泛应用于食品、医药、油漆涂料、日用化工、金属加工、纺织工业、塑料工业及高分子工业等行业领域。

对乙酰氨基酚（扑热息痛，退热净，醋氨酚），具有解热镇痛作用，用于感冒发烧、关节痛、神经痛、偏头痛、癌痛及手术后止痛等。然而过量服用对乙酰氨基酚可引起肝脏损害，严重者可致昏迷甚至死亡。对乙酰氨基酚的肝毒性源于药物代谢过程中出现的问题，在生物转化过程中，它会产生一种代谢物质，即N-乙酰对苯醌亚胺，其特性较大，需要与体内的还原性谷胱甘肽等保护因子结合才能降低毒性。如果服用对乙酰氨基酚剂量过大，或是谷胱甘肽等保护因子减少时，致使这一毒性较大的中间代谢物与其他重要的大分子结合，就会出现肝损伤。因此，一种可靠、快速和经济的方法来准确的检测对乙酰氨基酚具有重要的意义。对乙酰氨基酚的检测方法有很多，比如：滴定分析法、分光光度法、化学发光法和电化学方法。但是，在这些方法中，电化学方法因其具有简便、准确、灵敏度高、成本低以及检测前预处理工作耗时短等优点，被广泛运用于对乙酰氨基酚的检测中，所以，检测电极的稳定性和重现性对检测结果是至关重要的。但是，目前所用到的传感器的检测电极重现性较差、响应时间较慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于植酸分散的石墨烯纳米材料修饰的玻碳电极，该电极对于对乙酰氨基酚的检测表现出很好的电催化氧化活性，并具有响应时间快、线性范围宽、重现性好、稳定性高的特点。

本发明的另一个目的是提供一种基于植酸分散的石墨烯纳米材料修饰的玻碳电极的制备方法，该制备方法简单、绿色环保、成本低。

本发明的目的可以通过以下方案来实现：

一种基于植酸分散的石墨烯纳米材料修饰的玻碳电极的制备方法，其步骤包括：

（1）将石墨烯分散在植酸溶液中，超声处理4-8小时，得到石墨烯的植酸分散液；

（2）将洁净的玻碳电极浸在步骤（1）中得到的石墨烯的植酸分散液中，自组装1-4小时，洗涤、晾干即可。

所述步骤（1）中的植酸溶液的质量浓度为30-60%。优选的，所述植酸溶液的质量浓度为50%。

所述步骤（1）中，石墨烯与植酸溶液的用量比为0.05-5mg/mL。优选的，所述步骤（1）中，石墨烯与植酸溶液的用量比为0.1-4mg/mL。

所述步骤（2）中，洁净的玻碳电极制备方法为，先将玻碳电极用0.3μm的铝粉打磨，然后依次在超纯水、无水乙醇、超纯水中超声处理3-5分钟，18℃-30℃条件下晾干。

一种基于植酸分散的石墨烯纳米材料修饰的玻碳电极，其特征在于：通过上述方法制备。

上述制备方法得到的基于植酸分散的石墨烯纳米材料修饰的玻碳电极可以应用在对乙酰氨基酚中的检测中。