[发明专利]一种多孔碳-氧化铜复合材料的制备及其在食品中苏丹红Ⅰ含量测定中的应用

说明书

本发明涉及一种多孔碳‑氧化铜复合材料的制备及其在食品苏丹红Ⅰ含量测定中的应用。包括以下步骤：壳聚糖‑羧甲基纤维素钠干凝胶的制备、多孔碳的制备、多孔碳‑氧化铜复合材料的制备、多孔碳‑氧化铜复合材料修饰电极的制备、食品中苏丹红Ⅰ含量测定。本发明的有益效果是这种多孔碳‑氧化铜复合材料具有优异的导电性和较大的比表面积，且对溶液中苏丹红Ⅰ含量的测定具有较宽的检测范围和较低的检测限。

技术领域

本发明涉及一种多孔碳-氧化铜复合材料的制备及其在食品苏丹红Ⅰ含量测定中的应用，属于材料合成和食品安全研究领域。

技术背景

苏丹红Ⅰ的化学名称为1-苯偶氮-2-萘酚，它是非常典型的人工合成油溶性偶氮化工染色剂，不是食品添加剂，主要用于家居用品、纺织品和一些工业溶剂，起到增色的作用，也经常用于地板和鞋的增光。其在水中的溶解度很小，在乙醇中有微弱的溶解，在苯、丙酮、油脂和矿物油中易溶。该物质含有多个苯环和萘环，并通过偶氮基连接而成的具有大π键的共轭体系。

国际癌症研究机构将苏丹红Ⅰ划分为第三类致癌物(动物致癌物)具有致突变性和致癌性，被禁止用作为食品添加剂使用，但仍有一些不法商家把苏丹红Ⅰ应用到食品加工中。因此，发展一种简便、快速、灵敏的方法来测定食品中的苏丹红含量,对于如今的食品安全领域有很大的应用价值。由于苏丹红本身具有电化学活性，选择合适的电极就能够研究其电化学行为，从而为找到一种快速、简便、实用、廉价的电化学检测方法测定其含量奠定了基础。

氧化铜是一种P型半导体材料，具有无毒、化学性质稳定、价格便宜和不产生二次污染等特点，被认为是最有应用前景的生物传感器材料，但氧化铜导电性较差限制了其实际应用。

羧甲基纤维素钠和壳聚糖分子中存在活性基团，可通过酰胺化反应得到三维多孔网状结构，煅烧后得到具有导电性较高的多孔碳。目前利用氧化铜与多孔碳复合制备出多孔碳-氧化铜复合材料用于食品中的苏丹红Ⅰ含量测定未有报道，所以通过多孔碳-氧化铜复合材料制备无酶传感器应用于苏丹红Ⅰ的检测具有良好的前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔碳-氧化铜复合材料的制备及其在食品苏丹红Ⅰ含量测定中的应用，该传感器在食品苏丹红Ⅰ含量测定中具有较高灵敏度。

本发明所述一种多孔碳-氧化铜复合材料的制备及其在食品苏丹红Ⅰ含量测定中的应用，包括以下步骤：

a、壳聚糖-羧甲基纤维素钠干凝胶：取羧甲基纤维素钠溶解于0.1M PBS(pH＝7)中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，活化羧基，取壳聚糖溶解于0.1M醋酸溶液中，在搅拌情况下将壳聚糖溶液逐滴加入羧甲基纤维素钠溶液中，析出的白色固体为羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料，将得到的复合材料用0.1M醋酸冲洗3次，除去未参加反应的壳聚糖，随后水洗3次，除去未参加反应的羧甲基纤维素钠和杂质，最后将得到的固体冷冻干燥。

b、多孔碳的制备：将步骤a中所得固体至于管式炉内，在氮气氛围下高温煅烧，所得黑色固体产物即为多孔碳。

c、多孔碳-氧化铜复合材料的制备：称取步骤b中所得多孔碳、氢氧化钠、二水合磷酸二氢钠和五水合硫酸铜分散于超纯水中，将分散液转移至100mL水热反应釜中，180℃反应12h，反应结束后，取出产物置于马弗炉中煅烧，得到多孔碳-氧化铜复合材料。

d、多孔碳-氧化铜复合材料修饰电极的制备：将步骤c中所得多孔碳-氧化铜复合材料超声分散于超纯水中，然后将分散液修饰到电极上，室温下干燥，得到该多孔碳-氧化铜复合材料修饰电极。

e、食品中苏丹红Ⅰ含量测定：配制不同浓度的苏丹红Ⅰ溶液，同时使用电化学工作站用步骤d中所得多孔碳-氧化铜复合材料对苏丹红Ⅰ检测性能测试，通过循环伏安法测试说明多孔碳-氧化铜复合材料对苏丹红Ⅰ具有优异的电催化性能，随后根据不同浓度的差分脉冲图计算出对苏丹红Ⅰ含量测定的检测范围、检测限及灵敏度。