[发明专利]电化学检测用石墨烯-酚醛树脂复合材料电极及其制备方法

权利要求书

1.一种电化学检测用石墨烯-酚醛树脂复合材料电极，其特征在于，由电极管、电极引线、石墨烯-酚醛树脂复合材料电极体组成；其中，电极体由含有线性酚醛树脂和六亚甲基四胺的乙醇溶液与石墨烯混合后发生原位缩聚获得：线性酚醛树脂和六亚甲基四胺的乙醇溶液与石墨烯混合物填充于电极管的低端，经加热引发缩聚使电极体硬化，抛成圆盘状，石墨烯的质量含量为电极体的10-60%；电极引线一端位于电极体中，另一端与电极管的开口端处用粘合剂固定。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-酚醛树脂复合材料电极，其特征在于，所述电极管为熔融石英毛细管、玻璃管、陶瓷管或塑料管，其内径为25微米至6毫米；所述粘合剂为热熔胶、环氧树脂、硅酮胶或α-氰基丙烯酸乙酯。

3.一种如权利要求1所述的石墨烯-酚醛树脂复合材料电极的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）称取2克六亚甲基四胺溶于8-12毫升无水乙醇中，制备固化剂溶液；将18-22克热塑性酚醛树脂粉末分散并溶于该溶液中，得到有粘性的淡黄色流动性液体，其中固形物质质量百分含量60-75%；

（2）称取1克石墨烯粉体与2-4克含固化剂的热塑性酚醛树脂乙醇溶液混合，充分搅拌，得到有塑性的黑色胶泥；

（3）将电极管一端插入该黑色胶泥中，使石墨烯-线性酚醛树脂混合物胶泥填充于电极管中，然后将电极引线通过电极管另一端插入，直至电极引线插入电极管中的石墨烯-线性酚醛树脂混合物胶泥中，确保良好接触，然后置于50-70℃的恒温鼓风烘箱中固化1-3小时；

（4）取出电极，填充有石墨烯-酚醛树脂复合材料电极体的一端用砂纸打磨成圆盘状，用粘合剂将电极引线固定在电极管开口端，并使电极管密封，即得电化学检测用石墨烯-酚醛树脂复合材料电极成品。

4.根据权利要求3所述的石墨烯-酚醛树脂复合材料电极的制备方法，其特征在于，所述石墨烯粉体的制备方流程为：

将2克石墨粉分散在30-60毫升的浓硫酸中并不停的搅拌，依次加入0.5-3克硝酸钠和3-9克高锰酸钾，搅拌并用冰水冷却，然后于10-50℃的水浴中加热反应20-40分钟，将80-120毫升蒸馏水加入该混合物中，体系放出大量热量；冷却后，把反应混合物温度控制在30-50℃范围内20-40分钟，以增加产品的氧化程度；然后用蒸馏水调节混合物体积为250-300毫升，加入4-8毫升双氧水，混合物的颜色变为亮黄色，通过抽滤分离氧化石墨烯，并用2-10%的盐酸和蒸馏水多次抽滤洗涤，并干燥，得到氧化石墨；称取2克氧化石墨粉末分散在1-3升蒸馏水中，用超声仪发生器超声剥离氧化石墨0.5-2小时得氧化石墨烯溶液；然后加入10-20毫升水合肼溶液，反应混合物于90-100℃加热0.5-2小时，使土黄色的氧化石墨烯还原为黑色的石墨烯，用大量的蒸馏水抽滤洗涤并真空干燥，得石墨烯粉体。

5.根据权利要求3所述的石墨烯-酚醛树脂复合材料电极的制备方法，其特征在于，所述线性热塑性酚醛树脂的制备流程为：

称取180-200克苯酚、120-150克甲醛水溶液和2-5克草酸置于三颈烧瓶中，安装好回流冷凝管和机械搅拌棒，用水浴加热，逐步升温到80-100℃，并在100-300转/分钟的搅速下恒温反应4-6小时；反应物冷却后，通过油浴加热到140-160℃，采用油浴旋转蒸发器于0.07-0.09兆帕的真空度下旋转减压蒸馏除去反应混合物中的水分、甲醛和游离苯酚挥发性成分，直至无馏出物，出料冷却凝固，得淡黄色透明固体，通过机械粉碎，得到100-300目的线性热塑性酚醛树脂粉末。