一种硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料的制备方法及其用途

摘要

本发明涉及石墨烯材料领域，特指一种硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料的制备方法及其用途，本发明制备的硫杂石墨烯/氧化锌纳米复合材料可以应用于比色法检测领域，尤其可以应用于微流控技术通过比色法检测乳酸。本发明所使用的制备硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃的方法，在650℃温度下，却能得到稳定存在的γ‑Fe₂O₃。本发明所得到的材料硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃可广泛应用于光电化学传感、催化以及电池材料领域。本发明所得到的材料硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃用于微流控技术通过比色法灵敏检测乳酸，通过微流控技术，降低了乳酸和乳酸氧化酶的用量，同时，硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料也得到降低的同时，还能够起到很好的催化效果。

主权项

一种硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料的用途，其特征在于，所述硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料用于微流控技术通过比色法检测乳酸；在所述微流控技术中，所使用的微流控芯片如下：所述微流控芯片采用透明的聚二甲基硅氧烷材料；微流控芯片包括2个部分：第一混合池和第二混合池，第一混合池和第二混合池通过微通道连接，所述微通道上设有阀门；第一混合池用于硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料催化乳酸氧化酶分解乳酸产生H₂O₂，第二混合池用于从第一混合池进入的H₂O₂催化3,3’,5,5’–四甲基联苯胺分解以及光线照射以进行吸光度的检测；所述微流控芯片下表面并且位于第一混合池正下方设有可拆卸的强力磁铁，强力磁铁用于磁性吸附硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料；第一混合池连接三条进样微通道和第一排样微通道，其中第一进样微通道用于硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料分散液的进样，第二进样微通道用于乳酸氧化酶溶液的进样，第三进样微通道用于乳酸溶液的进样，第一排样微通道用于排出硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料分散液中的液体；第二混合池连接两条进样微通道和第二排样微通道，其中，第四进样微通道用于醋酸缓冲溶液的进样，第五进样微通道用于3,3’,5,5’–四甲基联苯胺的进样，第二排样微通道用于将最终的反应液排出；所述微流控技术通过比色法检测乳酸，步骤如下：（1）配置溶液和分散液，配置100μL含有0.5mg 3,3’,5,5’–四甲基联苯胺的酒精溶液；配置100μL含有0.5单位乳酸氧化酶的磷酸缓冲溶液；配置含有5×10^–4、10^–3、0.05、0.01、0.1、1、10μmol的乳酸的磷酸缓冲溶液各100μL；配置200μL 0.2M醋酸缓冲溶液；配置2mg/mL的硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料的水分散液；（2）通过第一进样微通道将200μL所述硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料的水分散液送入第一混合池，直接通过第一出样微通道将水排出，将第一混合池自然干燥；（3）通过第二进样微通道将100μL所述乳酸氧化酶的磷酸缓冲溶液缓慢送入第一混合池，通过第三进样微通道将100μL所述乳酸的磷酸缓冲溶液缓慢送入第一混合池，35℃温育10min后，送入第二混合池；（4）通过第四进样微通道将200μL所述醋酸缓冲溶液送入第二混合池，通过第五进样微通道将100μL所述3,3’,5,5’–四甲基联苯胺的酒精溶液送入第二混合池，35℃温育10min后在λ=652nm进行吸光度的扫描，记录实验数据；所述硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料的制备方法包括以下步骤：步骤1、将固体氧化石墨烯溶解到水中，配成氧化石墨烯水溶液；将硫酸铁溶解到所述氧化石墨烯水溶液中，得到氧化石墨烯/硫酸铁混合溶液，超声混匀；步骤2、将步骤1的氧化石墨烯/硫酸铁混合溶液干燥，得到氧化石墨烯/硫酸铁固体混合物；步骤3、将步骤2的氧化石墨烯/硫酸铁固体混合物转入充满惰性气体的密封装置中，将密封装置移入管式加热炉中升温并恒温煅烧，冷却至室温，将煅烧产物取出，最终得到硫杂石墨烯/γ‑Fe₂O₃纳米复合材料。