[发明专利]一种铂纳米粒子/氮化碳/溴酸氧铋复合材料、增敏光电化学传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纳米复合材料技术领域，具体涉及一种铂纳米粒子/氮化碳/溴酸氧铋复合材料及其制备方法，以及由该复合材料构建的增敏光电化学传感器及其制备方法和应用。铂纳米粒子、氮化碳、溴酸氧铋在特定的用量范围之内可实现相互协同增敏，将其复合而成的复合材料用于光电化学传感器时，该复合材料导出的电子能够迅速参与电极上的氧化还原反应，从而增加光电传感器的信号强度和灵敏度，能够用于对待测物质进行快速、高效的检测。

技术领域

本发明属于纳米复合材料技术领域，具体涉及一种铂纳米粒子/氮化碳/溴酸氧铋复合材料及其制备方法，以及由该复合材料构建的增敏光电化学传感器及其制备方法和应用。

背景技术

电化学传感器是将分子识别物质固定在电极上，以电化学信号为检测信号的分析器件，具有分析速度快、稳定性好、易于微型化、操作简单和仪器价格低廉的优势；而光电化学传感器是在光照条件下利用光生电子和空穴的快速分离，实现电子的快速转移。当加入待测物质后，光电化学传感器将检测物质的响应信号转化成与目标分析物的浓度成正比例的电信号，从而实现对待测物质的检测，由于电信号具有响应速度快、便于转换获取、数据分析简单直观等特点，因此广泛用于临床诊断、化学分析、军事、环境检测、食品检测等领域。但是目前一些光电化学传感器的灵敏度和稳定性很不理想，不能满足实际需求中对农药残留、植物催熟剂残留等的检测需求，其灵敏度和稳定性是相关传感器构建和应用中存在的主要问题。

2-氯乙基磷酸(ETH)是一种优质高效的植物生长调节剂，有加速成熟、脱落、衰老等功效。近几年，ETH在果实的催熟中被广泛使用，但是ETH属于低毒类植物生长调节剂，已有研究表明，食用过量的ETH会导致中枢麻痹、加速人的衰老，动物实验中ETH也显示出生殖发育毒性和致突变及致畸作用。因此，对于果蔬中ETH残留的检测是很有必要的。常规的检测ETH的方法有：气相色谱法、气相-质谱法、离子色谱法等，这些检测方法大多需要繁琐的操作步骤和专业的操作手法，另外气相色谱法和气相-质谱法还需要ETH衍生之后才能检测，所以迫切需要寻找一种操作方便、设计简单的方法来检测ETH。而光电化学传感器具有操作简单、分析速度快的优点，可以实现对待测物质高效快速的检测。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种铂纳米粒子/氮化碳/溴酸氧铋复合材料、增敏光电化学传感器及其制备方法和应用。该铂纳米粒子/氮化碳/溴酸氧铋复合材料利用铂纳米粒子的高导电性和g-C₃N₄、BiOBrO₃独特的电子特性，能够有效地负载和传递电子，三种材料相互协同增敏，由其构建的增敏光电化学传感器具有较高的灵敏度，能够用于2-氯乙基磷酸等多种物质的检测。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用了如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种铂纳米粒子/氮化碳/溴酸氧铋复合材料，由铂纳米粒子、氮化碳和溴酸氧铋复合而成，所述氮化碳和溴酸氧铋的质量比为1：(0.25～4)，所述氮化碳和溴酸氧铋的总质量与所述铂纳米粒子的质量比为1：(0.05～0.3)。

铂纳米粒子(PtNPs)是一种导电性和分散性极好的贵金属材料，具有突出催化性能或导电性。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有类似于石墨烯的结构，化学稳定性好，具有大的比表面积和独特的电子效应，然而，g-C₃N₄的大接触电阻使其催化性能降低，从而限制了其在光电化学领域中的应用。然而g-C₃N₄的内在结构具有丰富均匀的氮配位键，能够在电催化过程中提供更好的配位结构催化活性位点，可以通过适当的修饰来改善g-C₃N₄的电催化活性。