[发明专利]一种沙枣胶基多孔碳材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种沙枣胶基多孔碳材料的制备方法及应用，该方法以生物质沙枣胶为碳源，硫酸锰、尿素、三聚硫氰酸、次磷酸作为辅助合成剂，采用热解法和高温碳化制备N、S、P共掺杂的沙枣胶基多孔碳材料。通过该方法合成的沙枣胶基多孔碳材料作为电极修饰材料，应用于药品和食品中抗生素的电化学检测。结果表明：沙枣胶基多孔碳材料修饰的玻碳电极具有灵敏度高、重复好、抗干扰能力强、检出限低等特点，是一种应用于制备电化学传感器件的理想材料。为解决药品和食品中的甲硝唑的检测提供了一个快速，简便的新途径。

技术领域

本发明涉及一种生物质作为碳源，合成多孔碳纳米材料的方法和应用，具体涉及沙枣胶基多孔碳材料的制备方法及应用。

背景技术

众所周知，随着中国经济的增长、国民收入的增加和消费观念、健康观念的变化，药品和食品品安全问题逐渐成为公众关注的焦点。近年来，重大的食品和药品安全事件时有发生，严重危害了广大消费者身体健康。抗生素广泛应用于农业和水产业中动物疾病的治疗，同时还可以作为生长促进剂加快动物的生长。其中甲硝唑(Metronidazole，MNZ)为硝基咪唑的一类抗生素，是各类家禽、家畜、水产品及蜂蜜制品的各种细菌性传染性疾病的源头控制和治疗中最常用的硝基咪唑类药物。然而最近研究发现，甲硝唑具有致癌、致畸的潜在风险，不合理使用该药物将会对生物体产生一定的伤害。不仅如此，向环境大量排放甲硝唑也会对水体和土壤造成污染，人体若长期微量摄入会导致多种疾病，因此，在食品和药品领域中，常用抗生素的定量分析对食品及药品的质量监控和消费者健康的保障具有重要的义。在此，开发快速、灵敏、可靠的食品和药品安全检测方法是当前众多科研工作者工作的重中之重。

目前国内外报道检测甲硝唑的方法主要有：高效液相色谱、化学发光、毛细管电泳、荧光分析和分光光度法已经开发为食品药品中抗生的检测方法。虽然这些方法都可以有效检测甲硝唑残留量，但是上述定量方法需要昂贵的仪器、特定的实验条件和繁琐的样品准备过程、检测时间长、要专业技术人员进行操作与维护、不适用于现场检测等不足。因此，应用电化学传感器检测食品药品抗生素残留具有积极的研究意义。电化学传感器是一个非常活跃的研究前沿，因其具有经济简便、快速准确、大批量检测和无需专业技术人员维护等特性，已被广泛应用到食品检验、药物分析、生物医药、环境检测等各个领域。基于多孔碳材料构建的电化学传感器具有快速反应、良好的选择性和灵敏性等优势，可广泛用于药物分析领域。

生物质作为一种可再生资源，是人类取之不尽用之不竭的资源宝库，其充分利用具有重大的意义。从碳材料的出现幵始，以可再生的生物质为碳源制备碳材料便成为研究者们关注的重点。沙枣胶是沙枣树的天然分泌物，我国是农业大国，沙枣种植面积大，原料来源丰富，以沙枣胶为碳源合成多原子掺杂的多孔碳材料可以提高碳材料的比表面积、改善孔结构，增加导电性等电化学性质；这能有利于电化学传感器对药物分子的吸附和电极反应的进行。基于上述优势，沙枣胶基多孔碳材料用于抗生素电化学传感有巨大的应用空间。然而，目前关于多原子掺杂沙枣胶基多孔碳材料的制备和应用未见报道。

本发明公开了一种沙枣胶基多孔碳材料的制备方法及应用，以沙枣胶为碳源氮、硫、磷共掺杂的多孔碳材料的制备方法和应用。同时，该多孔碳材料具有良好的抗生素电化学传感性能。

发明内容

本发明目的在于，提供一种沙枣胶基多孔碳材料的制备方法及应用，该方法以生物质沙枣胶为碳源，硫酸锰、尿素、三聚硫氰酸、次磷酸作为辅助合成剂，采用热解法和高温碳化制备N、S、P共掺杂的沙枣胶基多孔碳材料。通过该方法合成的沙枣胶基多孔碳材料作为电极修饰材料，应用于药品和食品中抗生素甲硝唑(MNZ)的电化学检测。结果表明：沙枣胶基多孔碳材料修饰的玻碳电极具有灵敏度高、重复好、抗干扰能力强、检出限低等特点，是一种应用于制备电化学传感器件的理想材料。为解决药品和食品中的甲硝唑的检测提供了一个快速，简便的新途径。

本发明所述的一种沙枣胶基多孔碳材料的制备方法，按下列步骤进行：

a、称取沙枣胶0.30-0.50g和硫酸锰0.45-0.50g，加入到10ml的超纯水里，超声溶解，得到均匀的混合溶液A；