[发明专利]一种氧化锌纳米棒-石墨烯纳米片复合材料的制备

说明书

一种氧化锌纳米棒‑石墨烯纳米片复合材料的制备，涉及一种氧化锌纳米棒‑石墨烯纳米片复合材料的制备方法。本发明是要解决现有氧化锌纳米棒检测尿酸应用方面受限的问题。本发明制备方法如下：一、水热合成法制备氧化锌纳米棒；二、化学气相沉积法制备三维泡沫石墨烯；三、超声分散制备氧化锌纳米棒‑石墨烯纳米片分散液;四、自动喷涂制备氧化锌纳米棒‑石墨烯纳米片/ITO电极。本发明制备的一种氧化锌纳米棒‑石墨烯纳米片具有高的比表面积、优异的电导性和良好的生物相容性等特点，可用于高灵敏、高选择性的检测尿酸。

技术领域

本发明涉及一种新型纳米材料复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

氧化锌是一种应用广泛的半导体材料，它的直接宽带隙达3.37eV，由于其在光学、电学等方面的性能很独特，在光电器件、电子器件、化学和生物传感器、太阳能电池等方面展现出非常高的应用价值，近年来受到了广泛的关注。其典型的形态，一维氧化锌纳米棒由于形貌可控，生产成本较低，成为目前纳米材料领域的一种热门材料。氧化锌纳米棒具有高的催化效率、生物相容性、生理环境的相对化学稳定性和高的比表面积。

石墨烯(Graphene)，又称单层石墨，是石墨的一种特殊形式，由蜂窝状的单层碳原子按照六边形的晶格规整的排列而形成的一种二维结构。石墨烯具有大的比表面积，良好的导电性和高的机械性能。石墨烯主要的制备方法有：剥离法、外延晶体生长法、还原氧化石墨烯法、插层膨胀法和化学气相沉积法等。还原氧化石墨烯法的优点是量大，缺点是电导性差。化学气相沉积法制备的石墨烯的优点是产量大，实验简单，电导性好等。

尿酸(uric acid，UA)是生物体内的一种主要的嘌呤代谢终产物。多由人和动物体内老旧细胞新陈代谢所产生的。人体内尿酸含量的异常主要会引起痛风、帕金森病和高尿酸血症等疾病。因此在生物检测领域，及时发现人体内尿酸指标的高低对预防发现和及早治疗相关疾病具有重要意义。但是人体血液成分复杂，其内存在的抗坏血酸（Ascorbicacid，简称AA）等物质会对UA的检测造成干扰。本实验制备出基于此种材料的新型生物传感器修饰电极，来实现检测物质在电极材料上的快速传递与转移，从而在AA与UA共存的情况下对UA目标物质的快速检测、降低AA物质的干扰。

发明内容

本发明是要解决氧化锌纳米棒导电性较差，使其直接在生物传感器上的应用受到一定程度的限制。以三维泡沫镍为模板，将化学气相沉积方法制备的三维泡沫石墨烯，通过超声分散工艺得到高电导、少层的石墨烯纳米片，添加到氧化锌纳米棒中，开发一种新型的氧化锌纳米棒-石墨烯纳米片/ITO电极。

本发明提供的一种氧化锌纳米棒-石墨烯纳米片的制备方法是按以下步骤进行：

一、水热合成法制备氧化锌纳米棒

分别配制0.03mol/L～0.07mol/L的硝酸锌[Zn(NO₃)₂·6H₂O]溶液、0.03mol/L～0.07mol/L的六甲基四胺[(CH₂)₆N₄，HMT]溶液和0.36 mol/L～1.2 mol/L氢氧化钠溶液，在磁力搅拌器上混合三种溶液，搅拌时间3~5min，再将混合液移入烧杯中进行30min的超声处理。经过超声处理后的溶液倒入采用聚四氟乙烯为内衬的反应釜中进行水热反应。采用真空干燥箱进行加热，加热温度为100 ℃。加热结束后，取出反应釜自然冷却至室温后开釜。将反应生成物再进行30min的超声处理，将产物移入大烧杯中反复静置、沉淀、洗涤，再用离心机分离出沉淀物，最后将沉淀物在80℃的真空干燥箱烘干6h，制得氧化锌纳米棒；

二、化学气相沉积法制备三维泡沫石墨烯