專利名稱：一種三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨烯復(fù)合材料，尤其涉及一種三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
石墨烯(graphene)是一種新型碳材料,它具有由單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)。石墨烯因其獨(dú)特的物理與化學(xué)性質(zhì)，目前已引起大家的普遍關(guān)注。石墨烯獨(dú)特而完美的結(jié)構(gòu)使它具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)等特性，除二維石墨烯材料夕卜，2004年科學(xué)家采用兼具平面和曲面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的泡沫金屬作為生長(zhǎng)基體，利用CVD方法制備出具有三維連通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的泡沫狀石墨烯體材料。研究發(fā)現(xiàn)，這種三維石墨烯體材料完整地復(fù)制了泡沫金屬的結(jié)構(gòu)，石墨烯以無(wú)縫連接的方式構(gòu)成一個(gè)全連通的整體，具有優(yōu) 異的電荷傳導(dǎo)能力、 850m2/g的比表面積、 99. 7%的孔隙率和 5mg/cm3的極低密度。因此，三維石墨烯材料由于密度低、富含大孔與介孔結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性好、高的比表面積和熱穩(wěn)定性，在超電容、氫儲(chǔ)存材料、二次電池和新型催化等領(lǐng)域具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。為進(jìn)一步拓展三維石墨烯材料在傳感與分析中的應(yīng)用，三維石墨烯的改性及其與功能性材料的復(fù)合至關(guān)重要。多巴胺是海洋貽貝黏附蛋白交聯(lián)過(guò)程中的關(guān)鍵成分。已有大量文獻(xiàn)報(bào)道將欲修飾的材料在多巴胺溶液中進(jìn)行簡(jiǎn)單的浸涂即可形成強(qiáng)力附著于礦物質(zhì)、金屬及高分子等多種材料表面的復(fù)合層。其機(jī)理是多巴胺易被氧化為多巴醌，多巴醌與多巴胺之間發(fā)生反歧化反應(yīng)形成自由基，從而交聯(lián)聚合，或者醌基與多巴胺分子的氨基發(fā)生麥克爾加成反應(yīng)形成聚多巴胺。因此，聚多巴胺修飾是一種操作簡(jiǎn)單、普適的材料改性方法。此外，已有研究證明聚多巴胺材料中的氨基可作為還原劑，有效地原位還原氯金酸，直接制備聚多巴胺-氯金酸復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料的制備方法，該復(fù)合材料兼具石墨烯、聚多巴胺、金納米粒子的優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)電率高、生物相容性好、易于衍生化，在電化學(xué)生物傳感領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用?！N三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟(I)將多巴胺溶于pH7 9的緩沖液中，制得多巴胺溶液；(2)將三維石墨烯浸入多巴胺溶液中對(duì)三維石墨烯進(jìn)行改性修飾，制得聚多巴胺修飾三維石墨烯；(3)將聚多巴胺修飾三維石墨烯加入到四氯金酸溶液中，反應(yīng)完全后，制得三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料。弱堿性條件下，多巴胺聚和生成聚多巴胺的具體反應(yīng)方程如下
權(quán)利要求
1.一種三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟 (1)將多巴胺溶于PH7 9的緩沖液中，制得多巴胺溶液； (2)將三維石墨烯浸入多巴胺溶液中對(duì)三維石墨烯進(jìn)行改性修飾，制得聚多巴胺修飾三維石墨烯； (3)將聚多巴胺修飾三維石墨烯加入到四氯金酸溶液中，反應(yīng)完全后，制得三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述緩沖液為磷酸緩沖液。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸緩沖液的濃度為O.02 O.2mol/L。
4.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述緩沖液的pH值為7.5 8. 5。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述緩沖液的pH值為8.5。
6.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述多巴胺溶液的濃度為O.I 5mg/mLo
7.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述三維石墨烯浸入多巴胺溶液的時(shí)間為O. 5 2h。
8.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述四氯金酸溶液的濃度O.I 2%。
9.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述反應(yīng)的時(shí)間為2 12h。
10.如權(quán)利要求I 9任一所述制備方法制得的三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料及其制備方法，該方法包括以下步驟(1)將多巴胺溶于pH7～9的緩沖液中，制得多巴胺溶液；(2)將三維石墨烯浸入多巴胺溶液中對(duì)三維石墨烯進(jìn)行改性修飾，制得聚多巴胺修飾三維石墨烯；(3)將聚多巴胺修飾三維石墨烯加入到四氯金酸溶液中，反應(yīng)完全后，制得三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料。本發(fā)明所述三維石墨烯-聚多巴胺-金納米粒子復(fù)合材料兼具石墨烯、聚多巴胺、金納米粒子的優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)電率高、生物相容性好、易于衍生化，可用于制備識(shí)別互補(bǔ)DNA鏈的DNA電化學(xué)傳感器。
文檔編號(hào)C08K7/24GK102875805SQ20121036724
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者奚鳳娜, 石微微, 王心怡, 周國(guó)珺 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)