[发明专利]一种基于纳米氧化石墨烯的检测氮氧化物的传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，尤其涉及一种基于纳米氧化石墨烯的检测氮氧化物的传感器及其制备方法。

背景技术

NO在血管生物学和病理生物学发挥着非常重要的作用。NO是一种相对稳定的通过细胞膜扩散的气体自由基,具有抑制血小板聚集、抑制平滑肌细胞增生、调节血管张力、介导细胞免疫、细胞毒等作用,在心血管疾病如高血压、动脉粥样硬化、心力衰竭中具有重要意义。

NO的化合物有两类,一类为能释放NO或具有氧化还原作用的同系物,称外源性NO,它主要来自NO供体,如硝酸甘油在体内代谢释放出NO；另一类是需要酶催化后才能释放NO的物质,称为内源性NO,广泛存在于血管内皮细胞、巨噬细胞等各种细胞中,由左旋精氨酸胍基末端的氮原子与分子氧在一氧化氮合酶的催化合成,合成过程受底物、产物反馈等多种因素调节。

NO的化学性质非常活泼,半衰期只有5～10s。NO有很强的亲脂性,极易透过生物膜,与血红蛋白、肌球蛋白和可溶性鸟苷酸环化酶的铁离子有高度亲和性。NO对心血管系统的作用主要为调节血管张力。正常生理情况下,血管系统的缩血管物质和舒血管物质之间的动态平衡维持着血管正常的张力,血液脉冲式流动和血液对血管壁的剪切力是内皮细胞分泌基础NO的重要刺激因素。

很多方法被用来检测氮氧化物，比如电子顺磁共振、分光光度测量法和化学发光法。在所有的方法中，电化学的方法由于具有简单、轻便，廉价和快速分析的优点被证明是一种非常有力的方法。用电阻、电压和电流的方法来检测氮氧化物已经有一些报道。最近，ZnO-In2O3膜被广泛地用来检测氮氧化物气体。但是，相应的传感器却没有高的灵敏度并且其使用需要很高的温度(200-500℃)。

纳米氧化石墨烯(NGO)已经被广泛地用到了传感器中，因为它们具有好的化学稳定性、出色的电子和力学性能。这些特殊的性质使得纳米氧化石墨烯能够很好的作为无机纳米材料的支撑，比如可以作为电化学传感器的铜纳米颗粒(CuNP)。纳米氧化石墨烯具有高的电导率和大的表面积，因此能够促进铜纳米颗粒的性能。直接把铜纳米颗粒制备到纳米氧化石墨烯上有个很大的优点就是保持了纳米晶体和纳米氧化石墨烯自身的性能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于纳米氧化石墨烯的检测氮氧化物的传感器及其制备方法。本发明制备方法简单，得到的传感器检测NO灵敏度高，检测结果准确。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种基于纳米氧化石墨烯的检测氮氧化物的传感器的制备方法，具体步骤如下：

(1)设定电势范围为0～1.2V，在惰性氛围下，在0.14～0.18mol/L的氯化钾溶液中氧化0.4～0.8mol/L的吡咯溶液，循环进行10～14次，将聚吡咯修饰到预处理后的钯电极上；

(2)将纳米氧化石墨烯的溶液滴到聚吡咯修饰的钯电极表面，蒸发形成NGO-PPy-Pt电极；

(3)以0.14～0.18mol/L的氯化钾作为支撑电极，设定电势范围为-0.4～+1.2V，以0.1～0.3mol/L的CuCl₂作为铜原料，利用电化学沉积的方法将铜纳米粒子CuNP沉积到NGO-PPy-Pt电极上，形成基于纳米氧化石墨烯的检测氮氧化物的传感器。

本发明中，步骤(1)中，钯电极使用前，先用铝粉磨光，之后在0.5～1.2mol/L的H₂SO₄中，在扫描电势为-0.3～+1.72V的范围内循环伏安扫描10～14次。

本发明中，步骤(2)中，纳米氧化石墨烯的溶液为2mg NGSO和1～2ml 0.3～0.6wt％nafion的乙醇溶液。

本发明中，步骤(2)中，纳米氧化石墨烯的直径为25～50nm。

本发明还提供一种上述的制备方法得到的基于氧化石墨烯的检测氮氧化物的传感器。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明设计的基于CuNP-NGSO-PPy-Pd电极传感器检测NO灵敏度高，检测限低；传感器表现出了非常好的可重复性能以及稳定性。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合实施对本发明作进一步详述。

实施例1

一种基于纳米氧化石墨烯的检测氮氧化物的传感器的制备方法，其步骤如下：