[发明专利]一种用于氰根离子识别的酞菁/石墨烯复合传感材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于氰根离子识别的酞菁/石墨烯复合传感材料的制备方法，属于传感材料领域。该复合传感材料由石墨烯与酞菁衍生物通过π‑π键堆叠自组装形成；制备方法包括：(1)氧化石墨烯进行还原；(2)酞菁衍生物的制备；(3)将有机溶剂溶解的酞菁衍生物，加入石墨烯溶液中常温超声10‑60min，得到黑色悬浮液，离心分离洗涤，真空烘干，得到黑色粉末，即为酞菁衍生物/石墨烯复合传感材料。将上述酞菁衍生物/石墨烯复合材料均匀地组装在滤纸上，使用聚乙烯醇为成膜材料均匀涂膜，得到测试试纸。本发明具有简单、快速、价格低廉的优势，同时得到的复合传感材料具有灵敏度高的特点，可以对1～100μM氰根离子进行检测。

技术领域

本发明属于传感材料领域，具体涉及一种用于氰根离子识别的酞菁/石墨烯复合传感材料的制备方法。

背景技术

随着人类工业化进程的加快，环境污染问题也越来越严重。人类生存的自然环境、空气环境、水资源和土地资源受到了前所未有的破坏，严重威胁到人类的自身生存和发展。当前，人们对于重金属离子污染日益重视，却没有足够的关注阴离子污染和其他小分子化合物污染。而这些污染物对人类的健康和发展的损害，正随着其应用领域的不断扩大，以及生态环境的自然循环，日益加剧。在众多的阴离子之中，氰化物是毒性最强烈、反应最快的有毒物质之一，在人体内的半致死量为1.0mg/kg。当人体吸入氰化物后，会影响到人体的血管，视觉，神经系统等多种人体器官。氰化物是一种很容易被人体吸收的物质，它可以通过多种途径进入人体，比如口、呼吸道吸入或者皮肤的渗入，使呼吸衰竭致死。所以它也成为了判断环境是否污染的一项指标。然而，由于氰化物在冶金、采矿、电镀、染料、合成纤维和树脂等行业生产中的广泛应用，是不可缺少的工业原料。世界卫生组织(WHO)规定，饮用水中氰离子的浓度必须低于1.9μM，过量的氰根离子会导致呕吐、抽搐、失去意志最终导致死亡。此种物质进入血液循环后，与血液中的细胞色素氧化酶的铁离子结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶，铁离子丧失传递电子的能力，使呼吸链中断，细胞窒息死亡。由于氰化物在类脂中的溶解度比较大，所以中枢神经系统首先受到危害，尤其是呼吸中枢更为敏感，呼吸衰竭乃是氰化物急性中毒致死的主要原因。因此，氰根离子的识别与检测在生命科学和环境科学等领域具有重要的意义。

Yasuhiro等研究者(Yasuhiro S,Shigehiro S,Kenji M.ACSAppl.Mater.Interfaces,2011,3(12):4649-4656)设计合成共聚物(NIPAM-co-CS)在室温条件下荧光检测氰根离子，此共聚物能够精确检测氰根离子的浓度为0.5μM以上。近年，Yasuhiro等(Yasuhiro S,Masaya N,Naoto H,et al.Anal.Chem.,2016,88(13):6805-6811)报道香豆素衍生物通过亲核加成螺环开环快速、直观荧光识别氰根离子。Zahra等(Zahra S,Bahram H,Mojtaba S.ACS Appl.Mater.Interfaces,2016,8(24):15177-15188)合成高灵敏度的纳米金/酞菁铜复合传感材料，能够裸眼检测氰根离子的浓度为7～350μM。然石墨烯/酞菁复合传感材料用于氰根离子的识别未有报道。

发明内容

本发明目的是为了解决单一金属酞菁识别能力差的问题，而提供一种用于氰根离子识别的酞菁/石墨烯复合传感材料的制备方法，以期该方法操作简便，成本低廉，能提高复合材料识别氰根离子的能力。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种用于氰根离子识别的酞菁/石墨烯复合传感材料的制备方法，包括如下步骤：