[发明专利]PMo12-SiO2-rGO复合材料的制备方法及其修饰电极的方法和应用

说明书

本发明公开了一种PMo₁₂‑SiO₂‑rGO复合材料的制备方法及其修饰电极的方法和应用，其中复合材料的制备方法包括将PMo₁₂固载于二氧化硅上，合成具有生物模板结构、较大比表面积的PMo₁₂‑SiO₂复合材料，同时将这种材料负载到还原态氧化石墨烯上。将制备的磷钼酸‑二氧化硅‑还原态氧化石墨烯复合材料分散液滴涂在玻碳电极表面，置于红外灯下烘干，制得磷钼酸‑二氧化硅‑还原态氧化石墨烯复合材料修饰电极。本发明制备的磷钼酸‑二氧化硅‑还原态氧化石墨烯复合材料修饰电极基于磷钼酸对亚硝酸根有较好的氧化还原作用，可用于亚硝酸根的测定，相比于普通电极，具有灵敏度高、稳定性好、再现性高等优点，而且制备过程简单，原料易得，成本低。

技术领域

本发明属于微污染水的电化学检测领域，具体涉及PMo₁₂-SiO₂-rGO复合材料的制备方法及其修饰电极的方法和亚硝酸根检测中的应用。

背景技术

环境中化肥施用、污水灌溉、垃圾粪便、工业含氮废弃物的排放都可能造成地表水和地下水的氮污染。一些水源中氨氮、硝酸盐的含量较高，在适宜条件下（如低溶解氧含量和低氧化还原电位），硝酸盐将转化为亚硝酸盐（NO₂^-）。一方面NO₂^-会与胺类物质形成具有强致癌性的亚硝胺；另一方面，NO₂^-与人体血液作用，形成高铁血红蛋白，从而导致人体组织缺氧，还会对血管产生扩张作用。因此，NO₂^-已经成为危害人们健康的重要因素之一。因此，灵敏准确检测NO₂^-引起了人们的高度重视。目前，一些传统的检测NO₂^-的方法已被报道，例如：离子色谱法、荧光分析法、分光光度法等。但是，这些方法存在复杂、费时、成本高等缺点。由于电化学分析方法具有操作方便、高灵敏度和低造价等优点，在检测NO₂^-研究领域得到迅速发展。但已有的研究表明，普通电极直接电化学监测NO₂^-存在过电位大、电子传输速率慢等缺陷。因此，为了克服以上缺点，众多研究致力于开发新型材料修饰电极。

磷钼酸（PMo₁₂）属于多金属氧酸盐（POMs），具有酸性和催化特性，能够进行可逆、连续的多电子反应，在修饰电极及电催化研究中有着实际应用价值。但其易溶于水、比表面积小的缺陷使其在电化学的应用方面受到局限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种PMo₁₂-SiO₂-rGO复合材料的制备方法及其修饰电极的方法和应用，其借助生物模版法将磷钼酸分散固定到二氧化硅上，再将磷钼酸-二氧化硅负载到氧化石墨烯上，用光催化还原法制得磷钼酸-二氧化硅-还原态氧化石墨烯（以下简称PMo₁₂-SiO₂-rGO）复合材料；将上述复合材料的分散液滴涂在玻碳电极上，一方面PMo₁₂-SiO₂的引入增强了电极的催化活性，另一方面增大rGO的引入增加了电极的有效表面积，两者的协同作用使PMo₁₂-SiO₂-rGO修饰电极表现出了良好的电化学特性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种PMo₁₂-SiO₂-rGO复合材料的制备方法，包括氧化石墨烯（以下简写为GO）的制备以及氧化石墨烯与磷钼酸的复合，关键在于所述磷钼酸与氧化石墨烯复合之前、借助生物模版法与二氧化硅复合成微椭球结构，具体包括以下步骤：

A、采用Hummers法制备氧化石墨烯；