[发明专利]一种基于V6O13-rGO纳米复合材料分析水样中氟离子F-的方法

说明书

一种基于V₆O₁₃‑rGO纳米复合材料分析水样中氟离子F^‑的方法，属于石墨烯复合材料的制备和应用领域。其步骤：首先通过Hummers法合成氧化石墨(GO)；之后将GO与NH₄VO₃、草酸和硝酸钠混合，水热法合成V₆O₁₃‑rGO，与一定浓度的3,3’,5,5’‑四甲基联苯二胺(TMB)溶液组成比色检测体系；将不同浓度的F^‑加入比色体系进行反应，得到吸光度的增加值与F^‑浓度的关系曲线；最后将待测样品与比色体系进行反应，将增加的吸光度值代入上述关系曲线，计算得到实际样品中F^‑的含量。本发明具有能简单快速、定性定量分析实际水样中F^‑含量的效果。

技术领域

本发明属于石墨烯复合材料的制备和应用领域，具体涉及通过还原氧化石墨烯负载钒氧化物用于检测水样中F^-浓度的方法。

背景技术

作为一种新型二维材料，石墨烯具有独特的物理化学性质、易于制备且成本低、环境友好、性质稳定等特点，已经广泛应用于电池、超级电容器、光伏器件、生物传感器、药物输送和生物成像等领域。得益于氧化石墨烯的高比表面积、表面丰富的含氧官能团和优异的机械性能，多种贵金属、金属氧化物、半导体化合物等得以固定其上，使其成为一种理想的支撑材料。此外，许多研究已经证明，石墨烯基碳材料能够促进底物与催化剂之间的电子转移，并提高其分散性。钒氧化物因其独特的结构和性质得到研究者们广泛的研究，然而其应用大多局限于光电领域，在模拟酶领域的应用较少，基于石墨烯基体固定钒氧化物作为纳米酶的研究，具有很广阔的前景。

氟作为一种人体的必需元素，其摄入来源主要是水，适量的摄入对人体有着一定的好处，但是当氟离子摄入过量时会导致氟中毒，引起氟牙症，严重的甚至会患氟骨症等，危害人类生命健康。目前由于饮用水以及日常生活所需用品中因为氟离子过量对人们的身体健康产生很大威胁的现象普遍存在，因此有关氟离子含量的检测研究对于增进人体健康和促进经济发展，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是基于F^-增强还原氧化石墨烯负载的钒氧化物纳米复合物 (V₆O₁₃-rGO NCs)氧化酶样活性催化体系提供一种快速检测水样中F^-的方法。本发明的检测方法线性范围广，检出限低，具有较高的准确性和实用性，在生化分析和环境分析等领域中具有潜在的应用价值。

该方法首先通过水热法合成了V₆O₁₃-rGO NCs，其具有优于单一V₆O₁₃纳米颗粒的氧化酶样活性。利用F^-和V₆O₁₃-rGO NCs中V₆O₁₃的静电和硬路易斯酸碱的相互作用，使V₆O₁₃-rGO NCs催化反应过程中的最大反应速率得到提高，进而使其催化效果得到提升。基于F^-增强V₆O₁₃-rGO NCs氧化酶样活性催化体系，建立了直接检测F^-的比色传感器，并进一步应用于水样中F^-的检测。

为了达到上述目的，本发明按照以下技术方案实现:

一种基于V₆O₁₃-rGO纳米复合材料分析水样中F^-的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备片状氧化石墨(GO)，将其研磨成粉末待用；