专利名称：微波法合成石墨烯铂纳米复合材料及其应用方法
技术领域：
本发明涉及石墨烯钼(graphene-Pt)纳米复合材料的微波合成及其在生物传感 器中的应用。具体地说，是用微波法制备的graphene-Pt，并用于固定肌红蛋白，构建了过氧 化氢的生物传感器。
背景技术：
石墨烯是单层碳原子面的二维结构，被认为是材料科学领域的冉冉升起的新星， 它拥有巨大的比表面积和优异的电导、热导和机械性能，应用前景广泛[参见Geim AK and Novoselov K S 2007 Nat. Mater. 6183]。但是石墨烯纳米片通过n - n作用和范德华力容 易生成不可逆聚集体[Li D,Muller M B，Gilje S,Kaner R Band Wallace G G 2008 Nat. Nanotechnol.3105]。因为石墨烯的优异的性能只存在与单个的片中，所以阻止石墨烯纳 米片的再次聚集显得特别重要。为了获得单个的石墨烯纳米片，已经有一些方法进行了尝 试，如通过共价键或非共价键作用在石墨烯的表面修饰高分子、表面活性剂、单层分子或功 能团等[参见(a) Ramanathan T, Abdala A A, Stankovich S, Dikin D A, Herrera-Alonso M, Piner R D, Adamson D H, Schniepp H C, Chen X, Ruoff R S, Nguyen S T, Aksay I A, Prud' homme R K and Brinson L C 2008Nat. Nanotechnol. 3327 ； (b)Stankovich S, Piner R D，Chen X,ffu N, Nguyen S T and Ruoff R S 2006 J. Mater. Chem. 16 155 ； (c)Xu Y，Bai H，Lu G，Li C and Shi G 2008J. Am. Chem. Soc. 130 5856 ；Li D,Muller M B，Gilje S,Kaner R B and Wallace G G 2008Nat. Nanotechnol. 3101 ； (d)Si Y and Samulski E T 2008Nano Lett. 81679]。在石墨烯的表面修饰上金属纳米离子为之提供了一种新的途径，这样即可 以阻止石墨烯纳米片的聚集，同时可以得到一类新的复合材料，石墨烯金属纳米复合材料 [参见:Muszynski R, Seger Band Kamat P V 2008J. Phys. Chem. C 11214]。碳纳米材料是一种理想的电极材料，碳修饰电极具有很多优点，如响应时间快、 电导率高、生物相容性好等[参见:Alwarappan S, Erdem A, Liu C and Li C2009J. Phys. Chem. C 1138853]。碳纳米管在生物传感器中的应用已经非常广泛，和碳纳米管相比，石 墨烯具有更大的比表面积、成本低、纯度高，可以认为是一种没有卷曲的纳米管[参见 Niyogi S,Bekyarova E,Itkis M E,Mcwilliams J L,Hamon M A and Haddon R C 2006J. Am. Chem. Soc. 1287720] 0目前，已有报道石墨烯用于葡萄糖生物传感器中[参见Shan C, Yang H, Song J, Han D, Ivaska Aand Niu L 2009Anal. Chem. 812378]。但是石墨烯钼 (graphen-Pt)复合材料用于固定肌红蛋白，构建过氧化氢的生物传感器还没有报道。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供graphen-Pt纳米复合材料的微波合成方法及其 用于固定肌红蛋白，构建过氧化氢的生物传感器的方法。技术方案本发明的微波法合成石墨烯钼纳米复合材料的方法为首先将氧化石墨溶于己二醇溶液中，经超声波处理，将氯钼酸己二醇溶液滴加到
3上述混合物中，搅拌后加入氢氧化钠/己二醇的混合溶液，再搅拌后放入微波中处理，经离 心、烘干得到石墨烯钼纳米复合材料。所述氧化石墨溶于己二醇溶液，其中氧化石墨己二醇溶液=6mg 5mL。所述氯钼酸己二醇溶液=7. 5mg lmL所述氢氧化钠/己二醇的混合溶液的混合比为氢氧化钠己二醇= 0. lmol 1L。所述微波处理的功率为700瓦，处理时间为2分钟。该材料用于固定肌红蛋白，构建过氧化氢的生物传感器，该生物传感器检测限为 0. 05 u M,线性范围0. 1-1. 5uM0有益效果本发明的制备graphen-Pt纳米复合材料的方法原料简单易得、条件温 和、耗时短、简便易行，钼纳米粒子分布均勻，且制备的生物传感器灵敏度高，稳定性和重现 性好，抗干扰能力强。
图1为本发明的graphen-Pt纳米复合材料的XRD图；图2为本发明的graphen-Pt纳米复合材料固定肌红蛋白在没有和存在过氧化氢 的循环伏安图。
具体实施例方式微波辅助制备graphen-Pt纳米复合材料的方法，氧化石墨按照文献方法合成[参 见Cote L J, Kim F and Huang J 2009J. Am. Chem. Soc. 131 1043]。60mg 的氧化石墨溶 于50mL的己二醇溶液中超声1小时，2mL的氯钼酸(7. 5mg Pt mL-1己二醇)己二醇溶液 滴加到上述混合物中，搅拌3小时，然后加入2mL氢氧化钠/己二醇的混合溶液(0. lmol L-1)。搅拌20分钟后，放入微波中，功率700瓦，2分钟后反应结束，然后离心、烘干得到 graphen-Pt纳米复合材料。将10 ii L (graphen-Pt 2mg/mL)和 10 y L 的肌红蛋白(5mg/mL)混合，取 5 y L 滴涂 到电极表面，制得过氧化氢得生物传感器。graphen-Pt纳米复合材料，石墨烯的纳米片几乎透明，钼纳米粒子的平均直径在 2. 4nm，均勻分布在石墨烯的纳米片上。构建的生物传感器检测限为0. 05 y M，线性范围 0. 1-1. 5 u M，稳定性和重现性较好。实施例1. graphen-Pt纳米复合材料的制备氧化石墨按照文献方法合成[参见Cote L J, Kim F and Huang J 2009J. Am. Chem. Soc. 131 1043]。60mg的氧化石墨溶于50mL的己二醇溶液中超声1小时，2mL的 氯钼酸(7.5mg Pt mL-1己二醇)己二醇溶液滴加到上述混合物中，搅拌3小时，然后加入 2mL氢氧化钠/己二醇的混合溶液(0. lmol L-1)。搅拌20分钟后，放入微波中，功率700 瓦，2分钟后反应结束，然后离心、烘干得到graphen-Pt纳米复合材料。实施例2.生物传感器的制备将 10 ii L (graphen-Pt 2mg/mL)和 10 y L 的肌红蛋白(5mg/mL)混合，取 5 y L 滴涂 到电极表面，室温凉干后滴涂3 yl硅胶，制得过氧化氢得生物传感器。
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实施例3.肌红蛋白的直接电化学在电解液为pH = 7的磷酸酸盐缓冲溶液，电位窗口为-0. 8-0. 2v,在扫速为 100mV/s的情况下，做循环伏安图，并且和裸玻碳电极、石墨烯钼修饰电极做对比；在 50-350mV/s的范围考察扫速的影响，计算电子迁移速率；考察pH的影响。实施例4.对过氧化氢的检测在电解液为pH = 7的磷酸酸盐缓冲溶液，电位窗口为-0. 8-0. 2v,在扫速为 100mV/S的情况下，加入不同量的过氧化氢，测试检测限和线性范围。实施例5.生物传感器的抗干扰、重现性和稳定性在电解液为pH = 7的磷酸酸盐缓冲溶液，电位窗口为-0. 8-0. 2V，在扫速为 100mV/s的情况下，过氧化氢的浓度为0. ImM H202，10 u M的尿酸和抗坏血酸对于峰电流的 影响；制备多个不同电极的生物传感器，考察重现性；在4度的冰箱中放置1个月，考察稳 定性。
权利要求
一种微波法合成石墨烯铂纳米复合材料的方法，其特征在于该方法为首先将氧化石墨溶于己二醇溶液中，经超声波处理，将氯铂酸己二醇溶液滴加到上述混合物中，搅拌后加入氢氧化钠/己二醇的混合溶液，再搅拌后放入微波中处理，经离心、烘干得到石墨烯铂纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的微波法合成石墨烯钼纳米复合材料的方法，其特征在于所述 氧化石墨溶于己二醇溶液，其中氧化石墨己二醇溶液=6mg 5mL。
3.根据权利要求1所述的微波法合成石墨烯钼纳米复合材料的方法，其特征在于所述 氯钼酸己二醇溶液为7. 5mg/lmL。
4.根据权利要求1所述的微波法合成石墨烯钼纳米复合材料的方法，其特征在于所述 氢氧化钠/己二醇的混合溶液的混合比为氢氧化钠己二醇=0. 1mol IL 。
5.根据权利要求1所述的微波法合成石墨烯钼纳米复合材料的方法，其特征在于所述 微波处理的功率为700瓦，处理时间为2分钟。
6.一种如权利要求1所述的微波法合成石墨烯钼纳米复合材料的应用方法，其特 征在于该材料用于固定肌红蛋白，构建过氧化氢的生物传感器，该生物传感器检测限为 0. 05 μ Μ,线性范围0. 1-1. 5 μ M 。
全文摘要
微波法合成石墨烯铂纳米复合材料的方法涉及石墨烯铂(graphene-Pt)纳米复合材料的微波合成及其在生物传感器中的应用。具体地说，是用微波法制备的graphene-Pt，并用于固定肌红蛋白，构建了过氧化氢的生物传感器。该方法为首先将氧化石墨溶于己二醇溶液中，经超声波处理，将氯铂酸己二醇溶液滴加到上述混合物中，搅拌后加入氢氧化钠/己二醇的混合溶液，再搅拌后放入微波中处理，经离心、烘干得到石墨烯铂纳米复合材料。石墨烯的纳米片几乎透明，铂纳米粒子的平均直径在2.4nm，均匀分布在石墨烯的纳米片上。构建的生物传感器检测限为0.05μM，线性范围0.1-1.5μM，稳定性和重现性较好。
文档编号G01N27/327GK101799444SQ201010136268
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者冯晓苗, 范曲立, 马延文, 黄维 申请人:南京邮电大学
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