修饰电极的制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种修饰电极的制备方法，包括：步骤一、将质量体积浓度为1～6mg/mL的氨基化石墨烯溶液超声处理得到氨基化石墨烯分散溶液；步骤三、将步骤一中的氨基化石墨烯分散溶液均匀滴涂到玻碳电极表面，烘干后再取质量体积浓度为4～9mg/mL的碳量子点溶液均匀滴涂到所述玻碳电极表面，烘干即可。本发明专利技术以氨基化石墨烯作为载体，通过‑NH2和‑COOH的结合将碳量子点修饰在氨基化石墨烯表面，并以此为复合载体。此外，碳量子点含有丰富的羧基，使复合载体表面带负电性。在检测多巴胺时，复合载体通过较大的比表面积和静电作用，吸附正电性的多巴胺分子同时排斥负电性的坑坏血酸分子，具有较强的抗干扰性能。

Preparation methods and uses of modified electrodes

The invention discloses a method for preparing a modified electrode, which consists of the following steps: first, the concentration is 1 ~ 6mg/mL - graphene solution was pretreated amino graphene dispersion solution; amino graphene step three, step in a uniform dispersion solution onto the surface of glassy carbon electrode then, after drying the concentration is 4 ~ 9mg/mL carbon quantum dot solution of uniform drop on to the surface of glassy carbon electrode drying. The invention by using graphene as a carrier, through NH2 and COOH combined with carbon quantum dots in the amino modified graphene surface, and as a composite carrier. In addition, the carbon quantum dots contain rich carboxyl groups, which make the surface of the composite carrier negative. When dopamine is detected, the composite carrier can adsorb positive dopamine molecules through large surface area and electrostatic effect, and repel negative electric pits at the same time, which has strong anti-interference performance.

【技术实现步骤摘要】
修饰电极的制备方法及用途
本专利技术涉及化学检测领域。更具体地说，本专利技术涉及一种修饰电极的制备方法及用途。
技术介绍
针对于多巴胺的检测，由于抗坏血酸、尿素和多巴胺共存于实际样品中且它们的氧化峰电位很接近，因此在玻碳电极上由于重叠信号而难以分离这些化合物，所以本专利技术的申请人研究在电极表面修饰复合材料，使其富有更高的导电性和优良的特异性等电化学特性。氨基化石墨烯作为一种新型碳材料，引起多个研究领域的广泛关注。石墨烯具备优良的电化学性能，比如：电荷传递电阻小、电化学窗口宽、电子转移速率快和电催化活性高等。这些优越的电学性质使氨基化石墨烯广泛应用于生化分析检测领域，发挥了巨大的应用潜力。此外，所用的碳量子点含有丰富的羧基，使复合材料表面带负电性。在检测多巴胺时，复合材料通过较大的比表面积和静电作用，吸附正电性的多巴胺分子同时排斥负电性的坑坏血酸分子，说明复合材料具有较强的抗干扰性能。碳量子点在光电技术中具有重要地位，特别是在光学传感，电化学传感，光催化，电催化，成像和纳米医学中的实际应用，这将有助于解决能源、环境等问题。到目前为止，已有大量的文献报道碳点的合成方法，为物理化学性能及其相关应用提供了宝贵的经验，同时还指出了碳点还有很大的改进空间。此外，碳点还显示出优异的电化学性能，并且该性能为其在检测电活性分子开辟了新的途径。针对以上问题，我们研究了一种氨基化石墨烯量子点和碳量子点共同修饰电极检测多巴胺的新方法，该方法操作简单、检测快速且灵敏度高，能进行混合样品溶液中多巴胺的高灵敏识别。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能对混合样品溶液中多巴胺高灵敏识别的修饰电极的制备方法，此方法以氨基化石墨烯作为载体，通过-NH2和-COOH的结合将碳量子点修饰在氨基化石墨烯表面，并以此为复合载体。此外，碳量子点含有丰富的羧基，使复合载体表面带负电性。对于电化学传感研究拥有巨大的应用前景，如在检测多巴胺时，复合载体通过较大的比表面积和静电作用，吸附正电性的多巴胺分子同时排斥负电性的坑坏血酸分子，说明复合载体具有较强的抗干扰性能。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种修饰电极的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将氨基化石墨烯溶液进行超声处理得到氨基化石墨烯分散溶液；步骤二、将步骤一中的氨基化石墨烯分散溶液均匀滴涂到一电极表面，烘干后再取碳量子点溶液均匀滴涂到所述电极表面，烘干即可。优选的是，步骤一中氨基化石墨烯溶液的质量体积浓度为1～6mg/mL，超声处理使用的功率为150W，时间为20min，步骤二中碳量子点溶液的质量体积浓度为4～9mg/mL。优选的是，步骤一中，氨基化石墨烯溶液的质量体积浓度为3mg/mL，步骤二中，碳量子点溶液的质量体积浓度为5mg/mL。优选的是，步骤二中，所述电极的直径为3mm，滴涂的氨基化石墨烯分散溶液和碳量子点溶液的总体积为10μL，即每平方米的电极的表面积上滴加的氨基化石墨烯溶液和碳量子点溶液的体积为0.354L。优选的是，所述电极为玻碳电极。优选的是，在步骤二前，还包括所述玻碳电极的预处理步骤，具体过程为：在抛光布上依次使用粒径为1.0μm、0.3μm和0.5μm的抛光粉打磨所述玻碳电极，之后用超纯水冲洗，再依次在丙酮、0.5mol/L的硫酸和超纯水中超声3min，每次超声后都用超纯水清洗。优选的是，所述玻碳电极包括电极外套、位于所述电极外套内并沿其轴向设置的电极芯和导线柱，氨基化石墨烯分散溶液和碳量子点溶液滴涂在所述电极芯的工作端，所述导线柱的一端与所述电极芯的另一端连接，而所述导线柱的另一端延伸至所述电极外套外，所述电极芯的工作端设置有彼此不交互的深度为0.5～1mm和宽度为0.3～0.5mm的至少三条沟槽，所述沟槽的长度为所述玻碳电极直径的1/3。优选的是，所述沟槽内填充石墨纤维，在所述石墨纤维的表面也滴涂氨基化石墨烯分散溶液和碳量子点溶液。优选的是，在步骤二中，将滴涂有氨基化石墨烯分散溶液的电极烘干的具体步骤为：将滴涂有氨基化石墨烯分散溶液的电极置于一密闭容器中，所述密闭容器侧壁上设置有一夹持部，所述夹持部包括一水平横置的连杆和与所述连杆同轴连接的圆筒，所述圆筒内径与所述电极直径相同，且所述圆筒的长度小于所述电极长度，所述电极连接导线端插入所述圆筒内，所述电极工作端裸露于所述圆筒外，所述密闭容器顶部设置有一正对所述电极工作端的雾化喷嘴，所述密闭容器顶部还开设有一与所述雾化喷嘴连通的通孔，所述通孔外连接有一高压管道，所述密闭容器侧壁上开设有与所述连杆相同直径的圆孔，所述连杆的一端穿过所述圆孔后延伸至所述密闭容器外，所述夹持部的材质为导热良好的金属，所述密闭容器的材质为保温陶瓷，对所述密闭容器内作抽真空处理直至所述密闭容器内的气压为12～20pa，然后通过高压管道与雾化喷嘴向所述密闭容器内喷射氨基化石墨烯分散溶液的水雾，再对所述密闭容器内进行红外加热，升温速度保持在2～3℃/min，升温过程中匀速转动所述电极，温度升至95～100℃后维持40～50min，同时仍均匀转动所述电极。本专利技术还提供一种使用上述的修饰电极的用途，使用三电极体系，将所述修饰电极作为工作电极，对含有多巴胺的溶液进行循环伏安法测量溶液中多巴胺浓度。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术提供的氨基化石墨烯修饰电极具有良好的电学性能和较大的比表面积。2、采用本专利技术所得到的修饰电极用于检测离子浓度时，操作过程简单方便，灵敏度高、有良好的电化学信号。3、采用本专利技术所得到的修饰电极用于检测多巴胺浓度时，复合材料通过较大的比表面积和静电作用，吸附正电性的多巴胺分子同时排斥负电性的坑坏血酸分子。4、采用负压喷淋，同时辅以红外加热干燥，利用金属与陶瓷不同的导热系数，使氨基化石墨烯分散溶液自动吸附到电极表面，这样使氨基化石墨烯在电极表面的分布更加均匀，与电极的结合更加牢固，从而提高了测量灵敏度和检出限。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术的一个实施例中基于未修饰的玻碳电极a与修饰的玻碳电极b的电化学响应得到的循环伏安图；图2为本专利技术的一个实施例中基于未修饰的玻碳电极a与修饰的玻碳电极b的电化学响应得到的交流阻抗图；图3为本专利技术的一个实施例中基于未修饰的玻碳电极a与修饰的玻碳电极b的电化学响应得到的电荷量对时间1/2作图；图4为本专利技术的一个实施例中基于未修饰的玻碳电极a与修饰的玻碳电极b的电化学响应得到的计时库伦图；图5为本专利技术所述密闭容器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。<实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修饰电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将氨基化石墨烯溶液进行超声处理得到氨基化石墨烯分散溶液；步骤二、将步骤一中的氨基化石墨烯分散溶液均匀滴涂到一电极表面，烘干后再取碳量子点溶液均匀滴涂到所述电极表面，烘干即可。

【技术特征摘要】
1.一种修饰电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将氨基化石墨烯溶液进行超声处理得到氨基化石墨烯分散溶液；步骤二、将步骤一中的氨基化石墨烯分散溶液均匀滴涂到一电极表面，烘干后再取碳量子点溶液均匀滴涂到所述电极表面，烘干即可。2.如权利要求1所述的修饰电极的制备方法，其特征在于，步骤一中氨基化石墨烯溶液的质量体积浓度为1～6mg/mL，超声处理使用的功率为150W，时间为20min，步骤二中碳量子点溶液的质量体积浓度为4～9mg/mL。3.如权利要求2所述的修饰电极的制备方法，其特征在于，步骤一中，氨基化石墨烯溶液的质量体积浓度为3mg/mL，步骤二中，碳量子点溶液的质量体积浓度为5mg/mL。4.如权利要求2所述的修饰电极的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述电极的直径为3mm，滴涂的氨基化石墨烯分散溶液和碳量子点溶液的总体积为10μL，即每平方米的电极的表面积上滴加的氨基化石墨烯溶液和碳量子点溶液的体积为0.354L。5.如权利要求1至4任何一项中所述的修饰电极的制备方法，其特征在于，所述电极为玻碳电极。6.如权利要求5所述的修饰电极的制备方法，其特征在于，在步骤二前，还包括所述玻碳电极的预处理步骤，具体过程为：在抛光布上依次使用粒径为1.0μm、0.3μm和0.5μm的抛光粉打磨所述玻碳电极，之后用超纯水冲洗，再依次在丙酮、0.5mol/L的硫酸和超纯水中超声3min，每次超声后都用超纯水清洗。7.如权利要求6所述的修饰电极的制备方法，其特征在于，所述玻碳电极包括电极外套、位于所述电极外套内并沿其轴向设置的电极芯和导线柱，氨基化石墨烯分散溶液和碳量子点溶液滴涂在所述电极芯的工作端，所述导线柱的一端与所述电极芯的另一端连接，而所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖琦，黄珊，李家文，
申请(专利权)人：广西师范学院，
类型：发明
国别省市：广西,45