本发明专利技术公开了一种具有葡萄糖检测性能的碳纳米材料及其制备方法，其以多壁碳纳米管为原料，采用化学氧化法沿纵向解开，通过控制解开程度获得碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料。采用本发明专利技术碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料对玻碳电极进行修饰，经电化学性能测试表明，本发明专利技术碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料对葡萄糖氧化酶具有良好的相容性，与葡萄糖氧化酶复合后对葡萄糖检测表现出高灵敏度、宽检测限、良好的抗干扰性质，为发展第三代葡萄糖传感器提供了一个新的平台，同时在其他传感器及电化学领域上也具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学领域，具体涉及一种具有良好葡萄糖检测性能的碳纳米材料及其制备方法。
技术介绍
碳纳米管(CNTs)是由游离态的碳原子或原子团经过SP2杂化，发生重新排布形成的有序、中空的圆柱型一维碳材料。CNTs具有很多优良性能，如长径比高、导电性好、热力学稳定性好、机械强度高，已经被广泛应用在柔性电子器件、储能、电催化、电子显示材料等方面。CNTs因良好的生物相容性和化学稳定性、宽的可操作电位窗口、良好的电化学活性等性质被认为是作为传感器的理想物质之一。尽管CNTs具有如此多良好的性能，但其所具有的惰性及外壁之间的范德华力作用，使其虽然可以在有机溶剂中均匀分散，但在水溶液中容易扭曲团聚，减少催化活性位点，限制了其在传感器领域的应用。因此，如何获得具有良好生物检测性能的新型碳纳米材料对于推动生物传感领域的发展具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有良好葡萄糖检测性能的碳纳米材料及其制备方法，所得碳纳米材料对葡萄糖氧化酶具有良好的相容性，与葡萄糖氧化酶复合后对葡萄糖的检测可表现出高灵敏度、宽检测限、良好的抗干扰等特点，对于第三代葡萄糖传感器的制备及其他传感器的发展具有重要意义。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: 一种具有良好葡萄糖检测性能的新型碳纳米材料是利用多壁碳纳米管作为原材料，采用溶液氧化解开法制得的具有碳管-石墨烯异质结构的碳纳米材料。所述具有葡萄糖检测性能的碳纳米材料的制备方法，是将多壁碳纳米管与浓硫酸混合均匀，加入磷酸，搅拌均匀后缓慢加入高锰酸钾，50?100°C恒温水浴下匀速搅拌2?3h后，于室温下静置，再加入含有过氧化氢的冰水，静置分层，除去上清液，下层用质量浓度为10?30%的盐酸抽滤，抽滤后的粗产品于去离子水中超声溶解，然后加入盐酸搅拌均匀，再用去离子水洗涤至中性，并用去离子水配制成碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料溶液。所用多壁碳纳米管与浓硫酸的重量体积比为1:0.1?0.5，所用浓硫酸与磷酸的体积比为5?9:1。所述高锰酸钾的用量为多壁碳纳米管重量的3?5倍，控制加入时间为0.5?I小时。所述含有过氧化氢的冰水中过氧化氢的质量浓度为I?5%。所述超声的功率为50?100瓦，超声时间为I?10分钟。配制得到的碳管-石墨稀异质节异质结构碳纳米材料的溶液的浓度为I?10 mg/mLo本专利技术的有益效果在于:本专利技术利用一种简单易行的化学氧化方法将多壁碳纳米管解开，制备出一种具有良好葡萄糖检测性能的碳纳米材料，其对葡萄糖氧化酶具有良好的相容性，与葡萄糖氧化酶复合后对葡萄糖的检测可表现出高灵敏度、宽检测限、良好的抗干扰性质等特点，可用于制备新型葡萄糖传感器，在其他传感器及电化学领域上也具有广泛的应用前景。【附图说明】图1是实施例3制得的碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料的透射电镜图。图2是实施例3制得的碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料与葡萄糖氧化酶复合的扫描电镜图。图3是实施例3制得的碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料与葡萄糖氧化酶复合修饰的玻碳电极在磷酸盐缓冲溶液中的循环伏安测试图。图4是实施例3制得的碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料与葡萄糖氧化酶复合修饰的玻碳电极检测葡萄糖的差分脉冲测试图。图5是实施例3制得的碳管-石墨烯异质结构碳纳米材料与葡萄糖氧化酶复合修饰的玻碳电极抗干扰测试图。【具体实施方式】为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合【具体实施方式】对本专利技术所述的技术方案做进一步的说明，但是本专利技术不仅限于此。实施例1 将150 mg的多壁碳纳米管(CNTs)溶于15 mL浓硫酸中，适度搅拌I h至混合液均勾，然后加入3 mL质量浓度为85%的磷酸继续搅拌15 min，控制在半个小时内缓慢加入600mg高锰酸钾，室温(25°C )搅拌I h后将混合液加热到100°C，恒温水浴下缓慢搅拌3 h以避免将氧化后的碳管切成碎片；搅拌结束后取出混合液并静置至室温，然后加入100 mL的冰水(其中加入5 mL质量浓度为20%的过氧化氢)静置14 h后溶液分层；随后，弃去上清液，下层用0.22 μ m的水相耐酸碱(PTFE)滤膜过滤，抽滤时，用6 mL质量浓度为20%的盐酸洗两次；此后，将滤渣溶于60 mL的水中，50瓦下超声10分钟并缓慢搅拌至其分散均匀，随后在分散液中加入40 mL质量浓度为30%盐酸，搅拌均匀后在相同PTFE滤膜上用去离子水过滤至滤液呈中性，取滤渣重新分散在水中，以低频率超声至其分散均匀为止，再配制成浓度为5 mg/mL的碳管-石墨稀异质结构碳纳米材料溶液。实施例2 将150 mg的多壁碳纳米管(CNTs)溶于75 mL浓硫酸中，适度搅拌I h至混合液均勾，然后加入9.4 mL质量浓度为85%的磷酸继续搅拌15 min，控制在一个小时内缓慢加入750mg高锰酸钾，室温(25°C )搅拌I h后将混合液加热到50°C，恒温水浴下缓慢搅拌2 h以避免将氧化后的碳管切成碎片；搅拌结束后取出混合液并静置至室温，然后加入100 mL的冰水(其中加入10 mL质量浓度为50%的过氧化氢)静置14 h后溶液分层；随后，弃去上清液，下层用0.22 μ m的水相耐酸碱(PTFE)滤膜过滤，抽滤时，用6 mL质量浓度为20%的盐酸洗两次；此后，将滤渣溶于60 mL的水中，100瓦下超声2分钟并缓慢搅拌至其分散均匀，随后在分散液中加入40 mL质量浓度为30%盐酸，搅拌均匀后在相同PTFE滤膜上用去离子水过滤至滤液呈中性，取滤渣当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有葡萄糖检测性能的碳纳米材料，其特征在于：是以多壁碳纳米管为原材料，采用化学氧化法制得的具有碳管‑石墨烯异质结构的碳纳米材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：詹红兵，胡慧芳，冯苗，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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