[发明专利]一种石墨烯钴酸镍传感器材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯钴酸镍传感器材料的制备方法，本发明将三维石墨烯与NiCo₂O₄结合，有助于改善NiCo₂O₄的表面形态，充分发挥三维石墨烯和异质结的协同作用，增强了传感器检测的灵敏度；该方法制备工艺得到的材料修饰的电极应用到抗坏血酸非酶电化学传感器中，其对抗坏血酸具有较好的检测极限、线性相关系、线性检测范围，灵敏度高。

技术领域

本发明涉及传感器制造领域，具体涉及一种石墨烯钴酸镍传感器材料的制备方法。

背景技术

现今，测定抗坏血酸的方法很多，包括滴定测量法、荧光剂法、伏安法、流动注射分析法、分光光度测量法、超高效液相色谱法和电化学传感器等，其中，电化学传感器法具有分析速度快，试剂用量少，及检测灵敏度高等优点，所以在检测抗坏血酸的检测中有较好的前景。电化学传感器主要基于目标检测物与材料表面的氧化还原作用，操作简便易行，受到越来越多科研工作者的关注。

迄今为止，基于氧化镍(NiO)，氧化钴(Co3O4)，氧化亚铜(Cu2O)，氧化锌(ZnO)，二氧化锰(MnO2)和钴酸镍(NiCo2O4)等过渡金属氧化物为修饰电极的敏感材料已经在传感器领域进行了一定的研究。其中在这些氧化物中，由于三元过渡氧化物NiCo2O4含有不同价位的镍离子和钴离子，表现出超高的电子导电性和优异的电催化活性。据研究报道，与NiO，Co3O4相比，混合过渡金属NiCo2O4的电子导电性至少是它们的两倍以上，这些特性对测试高性能的电化学传感器电极材料非常有利。

石墨烯（Graphene），作为新型的二维纳米材料，为寻求理想的纳米结构提供了重要的渠道。石墨烯和其他组分的协同作用可以赋予材料新的特性使得材料针对不同需求具有不同的潜在的应用，例如金属-金属氧化物纳米粒子、聚合物以及生物分子等二元催化体系。

三维石墨烯材料具有二维石墨烯优异的化学性能和导电性能，同时有更大的比表面积以及更加优良的柔韧性，一般程度的扭曲不会影响到材料的性质和特性，有利于制备可拉伸、稳定性好的传感器。

发明内容

本发明提供一种石墨烯钴酸镍传感器材料的制备方法，本发明将三维石墨烯与NiCo₂O₄结合，有助于改善NiCo₂O₄的表面形态，充分发挥三维石墨烯和异质结的协同作用，增强了传感器检测的灵敏度；该方法制备工艺得到的材料修饰的电极应用到抗坏血酸非酶电化学传感器中，其对抗坏血酸具有较好的检测极限、线性相关系、线性检测范围，灵敏度高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种石墨烯钴酸镍传感器材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备三维石墨烯材料

在泡沫铝衬底上制备三维石墨烯，得到石墨烯/泡沫铝复合材料；

将石墨烯/泡沫铝复合材料浸泡在刻蚀溶液中，泡沫铝衬底溶解完全后，得到三维石墨烯材料；所述的刻蚀溶液为氯化铁或硝酸铁溶液，所述溶液浓度为0.5-5mol/L

（2）取乙二醇和水按体积比为1:1-2的比例混合得到混合液，按重量份数分别称取1-2份所述三维石墨烯材料、35-38份PVP，先将PVP溶于400-450份混合液中，再将所述三维石墨烯材料分散于混合液中，超声搅拌均匀后加入NiCl₂·6H₂O和CoCl₂·6H₂O，搅拌使其最终浓度分别为0.002-0.004mg/L、0.001-0.003mg/L；随后按体积比向上述溶液中逐滴加入0.003份Na₂S₂O₃，颜色稳定后立即用蒸馏水和乙二醇离心洗涤，50-60℃下烘干后在空气中250-300℃煅烧2-3h，收集得到所述传感器电极材料。