[发明专利]多孔道聚苯胺/石墨烯基复合微球负载的Pt-Au催化剂

说明书

本发明提供了多孔道聚苯胺/石墨烯基复合微球负载的Pt‑Au催化剂，其中，催化剂制备方法包括：将氧化石墨烯分散于蒸馏水中，再加入水合三氯化铁处理后过滤得到固体产物，固体产物经多次蒸馏水中搅拌分散清洗和过滤处理后，再醇洗、晾干处理，所得固体重新分散于蒸馏水中，并加入苯胺单体、氯铂酸钾溶液和氯金酸溶液，超声处理后再加入浓磷酸、FeClsubgt;3/subgt;溶液，混合一段时间后加入含过硫酸铵的磷酸溶液进行反应，制得产物经过滤、水洗和醇洗后，加入到含抗坏血酸的磷酸溶液中处理，得到的产物经过滤、水洗、醇洗、晾干，制得催化剂；本方案催化剂结构优异，制成的修饰电极可以有效的电催化氧化并检测DA和UA，其选择性好，灵敏度高，线性范围宽。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及多孔道聚苯胺/石墨烯基复合微球负载的Pt-Au催化剂及制备方法和修饰电极。

背景技术

多巴胺(DA)是一种重要的、有代表性的儿茶酚胺神经递质。其作为一种重要的生物分子，广泛分布在许多哺乳动物的身体中，并作为中枢神经细胞化学信使在肾脏和内分泌系统中扮演着重要的生理作用。DA水平异常与一些重大疾病密切相关，如精神分裂症、帕金森病和艾滋病毒感染。尿酸(UA)是嘌呤核苷、腺苷和鸟苷代谢的主要最终产物。UA异常可引起痛风、高尿酸血症、肺炎等疾病。因此，准确检测生物体系中DA和UA的含量至关重要。

石墨烯是一种具有二维蜂窝晶格和单碳原子厚度的纳米片，其由于显著的导电性、大的理论比表面积和高的化学稳定性等特性，近年来得到了广泛的研究。制备石墨烯的方法有几种，其中还原氧化石墨烯(rGO)是最简单的方法之一。聚苯胺(PNAI)是一类重要的共轭聚合物，由于其相对较高的导电性、优异的化学稳定性、易合成、成本低、可逆氧化还原行为等优点，成为各种无机材料和碳材料的载体材料之一。PANI纳米复合材料的开发应用进一步提高了PANI的导电性。PANI与rGO之间的协同作用缩短了离子扩散路径，π-π相互作用促进了电子传递；金属纳米粒子与PANI的复合可提高PANI的机械强度、热稳定性和传感器性能。由于PANI、rGO和金属纳米颗粒之间存在强烈的电子相互作用，PANI-rGO-金属纳米粒子三元复合材料有望可以有效地改变电子转移速率并优化其性能。因此开发结构优异的PANI、rGO和金属纳米粒子基复合材料对DA和UA的高灵敏及抗干扰检测具有积极的现实意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种结构优异，可以有效电催化氧化并检测DA和UA，且选择性好，灵敏度高，线性范围宽，能够有效解决AA存在条件下DA和UA的抗干扰电化学检测问题的多孔道聚苯胺/石墨烯基复合微球负载的Pt-Au催化剂及制备方法和修饰电极。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种多孔道聚苯胺/石墨烯基复合微球负载的Pt-Au催化剂，其制备方法包括：将氧化石墨烯分散于蒸馏水中，再加入水合三氯化铁混合处理后，经膜过滤得到固体产物，固体产物经多次在蒸馏水中搅拌分散清洗和过滤处理后，再经醇洗、晾干处理，继而将处理后的固体产物重新分散于水中，然后在搅拌状态下，依次加入苯胺单体、氯铂酸钾溶液和氯金酸溶液，并在超声处理后，将浓磷酸、FeCl₃溶液加入混合体系中搅拌一段时间，再加入溶解有过硫酸铵的磷酸溶液进行反应，制得固体反应产物，该固体反应产物经过滤、蒸馏水清洗和乙醇清洗后，加入到含AA的磷酸溶液中进行搅拌处理，经处理得到的产物经过滤、水洗、醇洗后，自然晾干，制得PANI-rGO-PtAu纳米催化剂粉体，即多孔道聚苯胺/石墨烯基复合微球负载的Pt-Au催化剂。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述PANI-rGO-PtAu纳米催化剂粉体以PANI-rGO作为纳米催化剂载体，Pt-Au双金属纳米粒子作为负载物，其中，Pt-Au双金属纳米粒子的总负载量为2.5％，Pt、Au的质量比例为3∶2；Pt-Au双金属纳米粒子的粒径为小于10nm。

基于上述催化剂方案，本发明还提供一种多孔道聚苯胺/石墨烯基复合微球负载的Pt-Au催化剂的制备方法，其包括如下步骤：