[发明专利]一种基于氮硫共掺杂石墨烯负载合金纳米线复合材料电化学传感器的建构及其应用

说明书

本发明提供了一种基于氮硫共掺杂石墨烯负载合金纳米线复合材料构建电化学传感器的方法及其在双氯芬酸类物质检测中的应用，包括：制备合金纳米线，将制备的合金纳米线负载于氮硫共掺杂石墨烯表面，并以该复合材料修饰玻碳电极，获得可用于检测制品中双氯芬酸类物质的电化学传感器。其有益效果是：该电化学传感器用于双氯芬酸类物质的检测，其电催化性能良好，灵敏度高，检测误差小，检测结果具有良好的重现性。

技术领域

本发明涉及一种氮硫共掺杂石墨烯负载合金纳米线复合材料，以及所述复合材料构建的电化学传感器，所述复合材料电化学传感器可用于双氯芬酸类物质的检测。

背景技术

双氯芬酸(Diclofenac，DCF)是一种衍生于苯乙酸类的非甾体抗炎药，在医药行业中被广泛使用，它通过人或动物直接排放、排泄及医疗护理等进入水体中。因双氯芬酸在污水处理厂的降解并不完全，所以在不同水环境中(包括污水处理厂出水、河水、湖水和地下水)被频繁检测出来。也有报道表明，长时间暴露在有双氯芬酸的环境下，会导致鱼类的肾脏损害，并改变鱼鳍，从而导致鱼类的总体健康受损。因此，双氯芬酸被认为是一种新兴的污染物，逐渐得到了国内外环保工作者的广泛关注。

迄今为止，已采用多种方法测定双氯芬酸，如气相色谱-质谱法、液相色谱法、液相色谱-质谱联用质谱法、分光光度法、比色法、分光荧光法、伏安法等。与其它方法相比，电化学方法由于其操作简便、快速响应、灵敏度高，经济等优点被广泛研究。实验结果表明，基于纳米复合材料修饰电极构建电化学传感器，可以大大提高裸电极的电催化活性、增大其比表面积，有利于待测物的富集及催化，使所构建的电化学传感器具有选择性好、灵敏度高、检出限低等优点。金属纳米线因易制备、比表面积大，表面反应活性高，具有较高的催化效率以及较强的吸附能力等特性，在电化学反应中可以作为优良的电子传递媒介。然而，纳米线因尺寸较小，稳定较差，长期放置易团聚，易从电极表面脱附，影响到传感材料电化学性能的提高。故需引入其它物质作为载体，被广泛使用的载体有石墨烯、活性碳、碳纳米管、二氧化钛等。石墨烯具有超大的比表面积和卓越的机械性能，同时还具有高导电性且吸附能力强，当吸附一些其它纳米材料后，石墨烯的导电能力会有所变化，因此石墨烯基纳米复合材料可以作为构建电化学传感器的优良界面材料。但石墨烯作为载体时存在些缺点，石墨烯既不亲水又不亲油，这就增加了金属纳米材料负载到石墨烯上面的难度，因此需对石墨烯进行化学改性。

发明内容

本发明针对上述现有的问题，提供了一种电化学性能和稳定性优异的氮硫共掺杂石墨烯负载合金纳米线复合材料，并将其用于修饰裸玻碳电极，构建基于氮硫共掺杂石墨烯负载合金纳米线复合材料的电化学传感器，用于制品中双氯芬酸类物质的快速检测。

本发明提出如下技术方案：

本发明提供了一种合金纳米线的制备方法，包括以下步骤：

1)室温下将含有第一金属的盐溶液加入到阳离子表面活性剂溶液中，混合均匀；

2)向步骤1)中获得的混合溶液中加入无机还原剂，室温下搅拌，静置，得到第一金属的纳米晶种；

3)按步骤1)配置混合溶液，加入含有第二金属的盐溶液和银盐溶液，混合均匀后再加入抗坏血酸混合均匀；

4)向步骤3)中获得的混合溶液中加入甲苯，搅拌均匀后加入步骤1)中所制得的第一金属的纳米晶种，恒温下反应，离心分离后得到所述合金纳米线。

较佳地，所述阳离子型表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵和/或十八烷基三甲基氯化铵；所述无机还原剂为硼氢化钠。

较佳地，所述第一金属为金，第二金属为镍；所述第一金属的盐溶液包括HAuCl₄·3H₂O或HAuCl₄.4H₂O溶液；所述第二金属的盐溶液包括氯化镍和/或硝酸镍溶液；进一步地，所述金镍比为1：1。