石墨烯复合材料在电化学检测食品中亚硝酸盐的研究进展

刘晓鹏，贺全国,*，刘 军，李广利，梁 静，邓培红*

（1.湖南工业大学生命科学与化学学院，湖南 株洲 412007；2.衡阳师范学院化学与材料科学学院，湖南 衡阳 421008）

1 构建传感器界面的石墨烯复合材料的类型

1.1 纳米金属粒子/石墨烯复合材料

由于金属纳米颗粒具有导电性好、催化活性强和比表面积大等特性[25]，金属纳米粒子已广泛应用于电化学传感和电催化领域。例如Au[14]、Ag[15]、Pt[16]等石墨烯复合纳米材料广泛吸引了电催化领域专家的研究兴趣。Zhang Fuhua等[17]利用纳米金和氧化石墨烯（graphene oxide，GO）混合液为前驱体溶液，经喷雾干燥，在氮气保护下通过管式300 ℃加热，制得三维中空纳米金-还原氧化石墨烯空心微球复合材料（reduced graphene oxide hollow microspheres encapsulated with of gold nanoparticles，AuNP/rGO/HMS）。参照上述方法，将喷雾干燥方法改为冷冻干燥，则可得到纳米金复合rGO材料（AuNP/rGO）。将上述两种复合材料修饰到玻碳电极（glass carbon electrode，GCE）上，分别得到AuNP/rGO/HMS/GCE和AuNP/rGO/GCE采用CV研究在AuNP/rGO/HMS/GCE和AuNP/rGO/GCE的电化学行为，发现前者的氧化电流响应为后者的2 倍。这主要是由于纳米合金的空心微球形貌具有较高的比表面积和电子转移能力，提高了电催化活性。研究发现在AuNP/rGO/HMS/GCE的氧化反应受扩散控制。AuNP/rGO/HMS/GCE对检测线性范围为2.6～5.0 mmol/L，检测限为0.5 μmol/L。在AuNP/rGO/HMS复合材料的三维微孔结构中扩散，可接触到更多的金纳米颗粒的反应位点，从而降低了检测限。Jiao Shoufeng等[18]使用聚二甲基二烯丙基氯化铵（poly dimethyl diallyl ammonium chloride，PDDA）同时作为还原剂和稳定剂，制备了Au-rGO/PDDA纳米复合材料，该方法快速简便、廉价易得。所构建的传感器电子迁移率高、对于电催化活性高。优化条件下，采用DPV检测，线性检测范围为0.05～8.50 μmol/L，检测限为0.04 μmol/L。……