[发明专利]铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备方法

权利要求书

1.一种铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：石墨烯量子点的制备：pH=9.5-10.5下，将氧化石墨溶液超声分散后转移至聚四氟乙烯反应釜中，210-230℃反应20-30 h，抽滤，透析得到石墨烯量子点，55-65℃下真空干燥6-10 h，保存备用；

步骤2：烯基丁二酸铜的制备：75-85℃下，在烯基丁二酸钠水溶液中引入氯化铜水溶液，再在室温下搅拌10-15 h；

抽滤，洗涤，干燥，保存备用；以g和mL计，烯基丁二酸钠水溶液中烯基丁二酸钠的添加量为6-15 g，去离子水的添加量为12-30 ml；氯化铜水溶液中氯化铜的添加量为9-20 g，去离子水的添加量为18-40 ml；

步骤3：四磺酸苯基卟啉的制备：将四苯基卟啉溶于二氯甲烷中，在氯化氢气氛下与溶有发烟硫酸的二氯甲烷反应，30-40℃下搅拌回流0.5-1.5 h；冷却至室温后在水中静置沉淀，抽滤，洗涤，得到粗四磺酸苯基卟啉，提纯，得到四磺酸苯基卟啉，保存备用；

步骤4：四磺酸苯基金属卟啉的制备：105-115℃下，将N，N-二乙基甲酰胺、四磺酸苯基卟啉及金属氯化物的混合溶液在氮气气氛下反应6-10 h，待冷却至室温时，倾入水中，静置沉淀，过滤，洗涤，得到粗四磺酸苯基金属卟啉，提纯得到四磺酸苯基金属卟啉；以mg和mL计，N，N-二乙基甲酰胺的添加量为80-120 ml，四磺酸苯基卟啉的添加量为50-80 mg，金属氯化物的添加量为50-100 mg，该金属为铜、钴或锌；去离子水的添加量为50-120 ml；

步骤5：四磺酸苯基金属卟啉纳米管的制备：将预处理后的多孔α-氧化铝基板浸入四磺酸苯基金属卟啉/四氢呋喃混合溶液中，干燥，得到生长在多孔α-氧化铝基板上的四磺酸苯基金属卟啉纳米管，浸入氢氧化钠溶液中以除去多孔α-氧化铝基板，冲洗，分散在乙醇溶液中，得到四磺酸苯基金属卟啉纳米管乙醇溶液，保存备用；

步骤6：铜-石墨烯量子点-四磺酸苯基金属卟啉纳米管复合物的制备：70-80℃搅拌下，将四磺酸苯基金属卟啉纳米管乙醇溶液、烯基丁二酸铜、石墨烯量子点混合，将该混合溶液超声分散，干燥后在管式炉中以4-6℃/min的速度升温至480-520℃，焙烧1-3 h，得到的粉末分散在丙酮溶液中；以mg和mL计，四磺酸苯基金属卟啉纳米管乙醇溶液的添加量为10-40ml；烯基丁二酸铜的添加量为90-200 mg，石墨烯量子点的添加量为60-180 mg，乙醇的添加量为15-30 ml；

步骤7：铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备：将步骤6制备的溶液分散在预处理后的玻璃电极上，干燥，随后将全氟磺酸溶液涂布在基板上并自然风干，浸入多聚-L-赖氨酸溶液中后，冲洗干燥得到成品。

2.如权利要求1所述的一种铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述氧化石墨溶液的制备方法如下：在冰水浴中将 1.5-2.5 g 纯度99.5%以上的天然石墨粉与45-55 ml 浓硫酸混合后，搅拌5-15 min后，用超声波分散处理仪超声 10-20min，然后加入0.8-1.2 g硝酸钠，转移进低温反应浴中，在2-4℃下反应 1-3h，并在此过程中分三次缓慢加入 8-12g高锰酸钾；低温反应完成后，将低温反应完成得到的混合物转移进恒温水浴锅中，在30-40℃中反应1-3 h，结束后转入高温，在85-95℃中反应0.5-1.5 h；然后加入80-120 ml去离子水稀释，搅拌15-25 min，待冷却至室温后加入双氧水，待溶液变成亮黄色时在400-600 rpm下离心8-12 min；取上层悬浮液，在80-120 ml浓度为4-6wt% 的盐酸溶液中浸泡20-40min，然后在8000-12000rpm下离心5-10 min，如此反复直至 pH=6.5-7.5时，取下层沉淀溶于去离子水中保存。

3.如权利要求1所述的一种铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备方法，其特征在于，步骤1中，超声分散10-20 min；用微孔膜减压抽虑；使用500 Da 透析微孔膜在去离子水中透析 20-30 h。