CN105771996A - 一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法 - Google Patents

一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法，属于纳米复合材料制备领域。主要步骤是以天然鳞片石墨为原料，用Hummers法将其氧化得到氧化石墨；将氧化石墨超声分散于三乙二醇中，加入乙酰丙酮镍后，将混合体系于260~280℃搅拌回流反应50~70 min；收集沉淀并洗涤、干燥后得到六方相镍/还原氧化石墨烯纳米复合材料。本发明制备的六方相镍/还原氧化石墨烯复合材料中金属镍为六方相结构，该复合材料对葡萄糖具有电催化活性，有望用作葡萄糖传感材料。本发明操作工艺简单易行，反应时间短，易于工业化实施。

Description

一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法
技术领域
本发明属于纳米复合材料制备领域，特别涉及一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法。
技术背景
葡萄糖含量的检测在临床诊断、食品工业、生物科技等许多领域具有重要的应用。特别是随着糖尿病患者的迅速增加，发展低成本、高活性与稳定性葡萄糖的快速、准确检测手段具有十分重要的意义。传统方法中，人们多采用固载了葡萄糖氧化酶的酶生物传感器实现对葡萄糖高选择性和高灵敏度的检测。然而，酶价格相对较高，且很容易受环境的影响而失去活性，这在一定程度上限制了酶生物传感器的广泛应用。研究表明，基于葡萄糖在化学修饰电极上的直接电催化氧化而构建起来的非酶葡萄糖传感器可以较好解决以上缺陷，成为近年来研究的一大热点。随着纳米材料制备技术的迅速发展，各种纳米结构材料都被用于非酶葡萄糖电化学传感器的研制。其中，镍基纳米材料，包括金属镍、氧化镍、氢氧化镍等，在非酶葡萄糖检测中显示出很高的催化活性和较好的稳定性，已经成为一类极具发展前景的葡萄糖电催化材料。
石墨烯是二维蜂窝状新型碳材料，具有许多独特的性能，如超高的弹性模量值、较大的理论比表面积以及极高的电子迁移率。石墨烯也是一种理想的电催化载体材料。在提高电极材料电催化活性方面，石墨烯可以阻止电极材料的团聚，增大电极材料与葡萄糖的接触面积，增强电极材料的导电性能。目前，石墨烯在葡萄糖电化学传感器制备中的应用研究逐渐受到人们的重视。本发明以氧化石墨、乙酰丙酮镍为原料，以三乙二醇为溶剂，采用简单回流法成功制备出六方相镍/还原氧化石墨烯复合电催化材料。复合材料中，金属镍为六方相结构，该复合材料对葡萄糖具有电催化活性，有望用作葡萄糖传感材料。
发明内容
本发明目的在于提供一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法，采用如下技术方案：
（1)以天然鳞片石墨为原料，用Hummers法将其氧化得到氧化石墨，备用；
（2）将步骤（1）制得的氧化石墨超声分散于三乙二醇中，再加入乙酰丙酮镍，将混合体系在260~280℃搅拌回流反应50~70min，自然冷却后，离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，将产物真空干燥得到六方相镍/还原氧化石墨烯纳米复合材料。
步骤（2）中，所述混合体系中氧化石墨的浓度为0.4~0.6g/L，乙酰丙酮镍的浓度为4~8g/L。
步骤（2）中，所述真空干燥的温度为45℃。
所述产物中金属镍纳米粒子紧密的附着于还原氧化石墨烯的表面，且金属镍为六方相结构。
本发明的有益效果：
本方法操作工艺简单易行，反应时间短，且环保安全，成本低，易于工业化实施。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的六方相镍/还原氧化石墨烯复合材料的X-射线衍射（XRD）图谱。
图2为本发明实施例1制备的六方相镍/还原氧化石墨烯复合材料的透射电镜（TEM）照片。
图3为本发明实施例1制备的六方相镍/还原氧化石墨烯复合材料在0.1MNaOH溶液中对不同浓度葡萄糖的循环伏安曲线。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的实施例做详细的说明，但本发明的保护范围不限于这些实施例。
实施例1：
将25mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中，加入0.3g乙酰丙酮镍后，将混合体系于270℃搅拌回流反应60min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。
图1为产物的XRD图，图中25o左右的衍射峰可以归属于还原氧化石墨烯的(002)衍射峰，其他峰可归属于六方晶系镍（JCPDS45-1027），说明六方相镍/还原氧化石墨烯被成功制备出来。
图2为产物的TEM图，可以看出六方相金属镍均匀附着于还原氧化石墨烯片的表面，其中金属镍的粒径为150-300nm。
图3为六方相镍/还原氧化石墨烯在不同葡萄糖浓度时的循环伏安曲线，可以看出加入葡萄糖之后，六方相镍/还原氧化石墨烯的氧化峰电流显著增加。
实施例2：
将25mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中。加入0.2g乙酰丙酮镍后，将混合体系于270℃搅拌回流反应60min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。
实施例3：
将25mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中。加入0.4g乙酰丙酮镍后，将混合体系于270℃搅拌回流反应60min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。
实施例4：
将20mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中。加入0.3g乙酰丙酮镍后，将混合体系于270℃搅拌回流反应60min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。
实施例5：
将30mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中。加入0.3g乙酰丙酮镍后，将混合体系于270℃搅拌回流反应60min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。
实施例6：
将25mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中。加入0.3g乙酰丙酮镍后，将混合体系于260℃搅拌回流反应60min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。
实施例7：
将25mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中。加入0.3g乙酰丙酮镍后，将混合体系于280℃搅拌回流反应60min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。
实施例8：
将25mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中。加入0.3g乙酰丙酮镍后，将混合体系于270℃搅拌回流反应50min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。
实施例9：
将25mg氧化石墨超声分散于50mL三乙二醇中。加入0.3g乙酰丙酮镍后，将混合体系于270℃搅拌回流反应70min。自然冷却后，将样品离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，最后将产物于45℃真空干燥。

Claims (3)

1.一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1)以天然鳞片石墨为原料，用Hummers法将其氧化得到氧化石墨，备用；
（2）将步骤（1）制得的氧化石墨超声分散于三乙二醇中，再加入乙酰丙酮镍，将混合体系在260~280℃搅拌回流反应50~70min，自然冷却后，离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤，将产物真空干燥，得到六方相镍/还原氧化石墨烯复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述混合体系中氧化石墨的浓度为0.4~0.6g/L，乙酰丙酮镍的浓度为4~8g/L。
3.根据权利要求1所述的一种六方相镍/还原氧化石墨烯电催化材料的制备方法制备的六方相镍/还原氧化石墨烯复合材料，其特征在于，所述产物中金属镍纳米粒子紧密的附着于还原氧化石墨烯的表面，且金属镍为六方相结构。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109342518A (zh) * 2018-09-10 2019-02-15 天津科技大学 一种基于丝网印刷电极的葡萄糖的非酶传感器的制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101992303A (zh) * 2010-10-29 2011-03-30 江苏大学 一种石墨烯/Ni纳米复合材料的制备方法
CN102557106A (zh) * 2012-01-12 2012-07-11 淮阴师范学院 氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法
CN102627945A (zh) * 2012-03-16 2012-08-08 北京师范大学 六方相镍纳米粒子-石墨烯复合体及其制备方法
CN103065814A (zh) * 2012-12-24 2013-04-24 新疆大学 一步回流反应合成氢氧化镍-石墨烯复合物的电化学应用
CN105108170A (zh) * 2015-09-10 2015-12-02 兰州大学 一种制备超细镍粉的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101992303A (zh) * 2010-10-29 2011-03-30 江苏大学 一种石墨烯/Ni纳米复合材料的制备方法
CN102557106A (zh) * 2012-01-12 2012-07-11 淮阴师范学院 氧化亚铜空心纳米立方体的制备方法
CN102627945A (zh) * 2012-03-16 2012-08-08 北京师范大学 六方相镍纳米粒子-石墨烯复合体及其制备方法
CN103065814A (zh) * 2012-12-24 2013-04-24 新疆大学 一步回流反应合成氢氧化镍-石墨烯复合物的电化学应用
CN105108170A (zh) * 2015-09-10 2015-12-02 兰州大学 一种制备超细镍粉的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHENYUAN JI ET AL.: ""Reduced grapheme oxide/nickel nanocomposites：facile synthesis, magnetic and catalytic properties"", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY》 *
季振源: ""石墨烯基无极纳米复合材料的可控合成及性能研究"", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
王志刚: ""镍纳米复合材料的合成及其电催化氧化有机小分子性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
胡耀娟等: ""微波辅助法制备氢氧化镍-石墨烯纳米复合结构及在葡萄糖检测中的应用"", 《高等学校化学学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109342518A (zh) * 2018-09-10 2019-02-15 天津科技大学 一种基于丝网印刷电极的葡萄糖的非酶传感器的制备方法和应用

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