[01455779]一种铜酞菁功能化石墨烯及其层组装膜的制备与应用

石墨烯具有独特的物理化学性质而在电化学生物传感领域引起了越来越大的兴趣。然而,完整结构的石墨烯化学性质稳定,且石墨烯片层间存在较强的范德华力,容易产生聚集,很难在水及常见的有机溶剂中均匀分散并稳定存在,这给石墨烯在电化学生物传感领域中的应用造成了极大的困难。因此,对石墨烯进行有效的功能化以改善其分散性能仍然是人们面临的一大挑战。 对石墨烯的功能化一般通过共价连接和非共价键方法来实现,其中的非共价键法在提高石墨烯分散性能的前提下,不会破坏其原有的结构和电子特性而受到重视。近年来的研究发现,芳香类金属酞菁分子具有良好的电催化活性,能显著提高碳纳米管基电化学生物传感器的检测性能。然而,有关金属酞菁分子功能化石墨烯并应用于电化学生物传感领域的文献报道极少,仅2012年《Analytica Chimica Acta》报道了负载钴酞菁的功能化石墨烯传感膜用于有机过氧化物安培检测的研究,但该研究使用的石墨烯含有PF6-、—COOH和—OH等较多的功能基团,对石墨烯的形态结构和电子特性将产生一定的影响。以铜酞菁功能化石墨烯复合材料构建电化学生物传感器的研究尚未见文献和专利报道。 层层组装（LbL）技术一直以来受到了人们的广泛关注,该法可通过调整LbL膜的厚度、形貌或对生物催化剂的载量来控制膜的性能。目前,LbL技术已成功应用于制备含碳纳米管或石墨烯的分子可控传感薄膜。然而,本发明提出的通过带不同电荷铜酞菁功能化石墨烯采用LbL技术构建超薄石墨烯层组装膜生物传感平台的研究尚未见文献和专利报道。 本发明公开了一种铜酞菁功能化石墨烯及其层组装膜的制备与应用,它是在装有一定体积水的容器中加入1重量份石墨烯和1重量份铜酞菁,在常温下,超声分散4小时,经离心、抽滤、洗涤和真空干燥后,得到两种表面分别带不同电荷的铜酞菁功能化石墨烯。以玻碳电极为基底,利用上述两种带不同电荷的铜酞菁功能化石墨烯通过层层组装方式制备了厚度可控的超薄多层石墨烯膜修饰电极,并在此基础上构建了两种电化学生物传感器。本发明不仅有效改善了石墨烯在水体系中的分散性能,还让功能化石墨烯复合材料表面分别带上了不同的电荷,传感器制备简单,具有较宽的线性范围、较低的检测限以及良好的重现性、稳定性和抗干扰能力。