Fe3O4GOAg复合纳米材料的制备方法及应用

专利检索2026-07-22  4


本发明涉及农药检测,尤其涉及一种fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法及应用。


背景技术:

1、农药具有成本低,见效快的优点,在防治病虫草害,稳定农业生产和发展,保障国家粮食安全方面有不可替代的重要作用,但长期不规范、不合理且不科学地使用农药,容易导致其大量残留于环境系统中。在实际的农业种植中,农药的利用率低,一般仅占10%左右,其余未利用的90%则会直接进入生态环境中,环境中残留的农药不仅会改变土壤微生物群落的结构,破坏生态系统的生物多样性,打破生物圈的平衡,还会通过食物链等途径进入人体,给人类健康带来极大的安全隐患,近年来,由于食用残留有农药的农产品而产生慢性中毒或急性中毒的案件屡见不鲜。因此,实现农产品中对痕量农药的残留分析检测技术对保护生态环境系统和保障人类健康具有十分重要的意义。

2、目前检测农药残留的方法主要包括免疫检测法、液相色谱法和紫外可见分光光度法等,上述各种检测方法都具有一定的优缺点。免疫分析法利用抗原抗体免疫分析检测,但这种方法灵敏度太低;高效液相色谱法检测过程繁琐且检测时间长;紫外可见分光光度法本身特点存在一定限制,在最理想的条件下最大只能检测到10-9mol/l。

3、表面增强拉曼光谱(sers)技术是运用表面增强拉曼散射原理的现代分析技术,信号强度是普通拉曼信号的104-106倍,是一种异常的表面光学现象。sers的操作非常简便且其灵敏度高,待检测样品也不需要繁琐的前处理,影响sers信号产生的因素主要是sers基底,包括基底的种类、形貌,表面粗糙程度以及基底与被检测分子之间的距离,相比于普通拉曼光谱,sers克服了拉曼光谱精确度低、背景信号干扰强和信号峰强度弱的缺点。在众多金属中,纳米银和金对拉曼光谱的增强效应最强,故在sers技术中最为常用,尤其是纳米银被广泛用作拉曼基底,用于对环境中分子的检测。在初期,单纯的纳米银作为拉曼基底,显示出了其放大信号,但和单纯的纳米银相比,含有银的复合纳米材料,可以充分发挥各层材料的作用,发挥协同效益,更具有强的信号放大作用,使拉曼信号显著增强,可以实现浓度更低的样品的检测。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,制备方法简便,利用合成磁性的fe3o4材料,并合成石墨烯go纳米材料和纳米银ag,本发明制备得到fe3o4/go/ag磁性复合纳米材料,可同充分利用三种材料的特性,产生协同作用。fe3o4/go/ag复合纳米材料可作为拉曼基底,利用具有吸附作用的石墨烯,减小和农药分子之间的距离,并实现对农药的富集,以及利用纳米银ag,有利于信号放大,可以大大提高低浓度福美双的拉曼信号强度,从而达到高灵敏检测农药福美双的目的。

2、本发明提供一种fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,包括以下步骤:

3、1、一种fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4、s1、制备fe3o4/go固体纳米材料:将fe3o4分散于异丙醇中,超声溶解,缓慢滴入aptes进行回流,待冷却至室温后,磁分离得到初产物,洗涤所述初产物后溶于去离子水中得到第一溶液,取go分散于去离子水中得到第二溶液,将所述第一溶液和所述第二溶液混合超声分散,充分搅拌磁分离后得到fe3o4/go固体纳米材料;

5、s2、制备氨基功能化的fe3o4/go固体纳米材料:取三羟甲基氨基甲烷固体,溶解于去离子水中得到溶解液,并通过盐酸调节所述溶解液的ph值为8.5,得到tris-hcl溶液,调节所述tris-hcl溶液的ph值为8.5得到tris-hcl缓冲液,取盐酸多巴胺固体和s1制备得到的fe3o4/go固体纳米材料加入所述tris-hcl缓冲液中,超声分散后,在室温下充分搅拌,洗涤后进行磁分离,干燥后得到氨基功能化的fe3o4/go固体纳米材料;

6、s3、制备fe3o4/go/ag复合纳米材料:将s2制备得到的氨基功能化的fe3o4/go固体纳米材料加入去离子水中,超声分散均匀后,加入ag溶胶并再次超声分散,静置后进行磁分离,重复上述加入ag溶胶到磁分离的步骤,经乙醇洗涤后,得到fe3o4/go/ag复合纳米材料。

7、根据本发明提供的fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法:s1中所述fe3o4、异丙醇和aptes的质量体积比为0.4122g:20ml:0.12ml,所述回流的温度为85℃,所述回流的时间为3h,所述go和去离子水的质量体积比为0.0687g:35ml。

8、根据本发明提供的fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法:s1中所述fe3o4的制备方法为:向去离子水中通入氮气30min进行除氧,加入硫酸亚铁和三氯化铁,然后60℃下恒温水浴,待固体物质完全溶解得到溶解液,用氨水调节溶解液的ph值为9~10后溶解液颜色迅速变为黑色,搅拌溶解液30min后,将水浴温度升高至85℃,在氮气保护下陈化30min后取出,待溶解液冷却至室温后,通过去离子水和无水乙醇交替洗涤直至其变为中性,得到fe3o4。

9、根据本发明提供的fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法:所述去离子水、硫酸亚铁和三氯化铁的摩尔体积比为50ml:1.2mmol:2.4mmol。

10、根据本发明提供的fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法:s1中所述go的制备方法为:将石墨粉和硝酸钠溶于浓硫酸中,在5℃下恒温水浴充分搅拌,再缓慢加入高锰酸钾,反应持续60min,然后将水浴温度升温至35℃,再反应60min,然后缓慢加入去离子水50ml,再将水浴温度升温至80℃,持续反应30min后,加入50ml的去离子水,再加入30%过氧化氢直至无气泡产生后得到金黄色溶液,离心得到沉淀物,用盐酸洗涤三次再用去离子水洗涤至沉淀物为中性,在35℃真空烘箱中干燥,得到go。

11、根据本发明提供的fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法:所述石墨粉、硝酸钠、浓硫酸和高锰酸钾的质量体积比为1.0001g:0.5005g:40ml:5.0125g。

12、根据本发明提供的fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法:s3中所述ag溶胶的制备方法为:将柠檬酸钠和硝酸银加入去离子水中得到混合溶液,向混合溶液中加入pvp溶液,室温下充分搅拌,然后加入aa溶液,搅拌得到ag溶胶;

13、根据本发明提供的fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法:所述柠檬酸钠、硝酸银和去离子水的质量体积比为0.0183g:0.0106g:250ml。

14、本发明还提供一种上述fe3o4/go/ag复合纳米材料的应用:所述fe3o4/go/ag复合纳米材料用于检测农药福美双。

15、本发明与现有技术相比具有以下优点:

16、本发明提供一种fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,制备方法简便,利用合成磁性的fe3o4材料,并合成石墨烯go纳米材料和纳米银ag,本发明制备得到fe3o4/go/ag磁性复合纳米材料,可同充分利用三种材料的特性,产生协同作用。fe3o4/go/ag复合纳米材料可作为拉曼基底,利用具有吸附作用的石墨烯,减小和农药分子之间的距离,并实现对农药的富集,以及利用纳米银ag,有利于信号放大,可以大大提高低浓度福美双的拉曼信号强度,从而达到高灵敏检测农药福美双的目的。


技术特征:

1.一种fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,s1中所述fe3o4、异丙醇和aptes的质量体积比为0.4122g:20ml:0.12ml,所述回流的温度为85℃,所述回流的时间为3h,所述go和去离子水的质量体积比为0.0687g:35ml。

3.根据权利要求1所述fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,s1中所述fe3o4的制备方法为:向去离子水中通入氮气30min进行除氧,加入硫酸亚铁和三氯化铁,然后60℃下恒温水浴,待固体物质完全溶解得到溶解液,用氨水调节溶解液的ph值为9~10后溶解液颜色迅速变为黑色,搅拌溶解液30min后,将水浴温度升高至85℃,在氮气保护下陈化30min后取出,待溶解液冷却至室温后,通过去离子水和无水乙醇交替洗涤直至其变为中性,得到fe3o4。

4.根据权利要求3所述fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述去离子水、硫酸亚铁和三氯化铁的摩尔体积比为50ml:1.2mmol:2.4mmol。

5.根据权利要求1所述fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,s1中所述go的制备方法为:将石墨粉和硝酸钠溶于浓硫酸中,在5℃下恒温水浴充分搅拌,再缓慢加入高锰酸钾,反应持续60min,然后将水浴温度升温至35℃,再反应60min,然后缓慢加入去离子水50ml,再将水浴温度升温至80℃,持续反应30min后,加入50ml的去离子水,再加入30%过氧化氢直至无气泡产生后得到金黄色溶液,离心得到沉淀物,用盐酸洗涤三次再用去离子水洗涤至沉淀物为中性,在35℃真空烘箱中干燥,得到go。

6.根据权利要求5所述fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述石墨粉、硝酸钠、浓硫酸和高锰酸钾的质量体积比为1.0001g:0.5005g:40ml:5.0125g。

7.根据权利要求1所述fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,s3中所述ag溶胶的制备方法为:将柠檬酸钠和硝酸银加入去离子水中得到混合溶液,向混合溶液中加入pvp溶液,室温下充分搅拌,然后加入aa溶液,搅拌得到ag溶胶。

8.根据权利要求7所述fe3o4/go/ag复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述柠檬酸钠、硝酸银和去离子水的质量体积比为0.0183g:0.0106g:250ml。

9.一种如任一权利要求1-8所述fe3o4/go/ag复合纳米材料的应用,其特征在于,所述fe3o4/go/ag复合纳米材料用于检测农药福美双。


技术总结
本发明涉及农药检测技术领域,尤其涉及一种Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/GO/Ag复合纳米材料的制备方法及应用。本发明提供一种Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/GO/Ag复合纳米材料的制备方法,制备方法简便,利用合成磁性的Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;材料,并合成石墨烯GO纳米材料和纳米银Ag,本发明制备得到Fe3O4/GO/Ag磁性复合纳米材料,可同充分利用三种材料的特性,产生协同作用。Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/GO/Ag复合纳米材料可作为拉曼基底,利用具有吸附作用的石墨烯,减小和农药分子之间的距离,并实现对农药的富集,以及利用纳米银Ag,有利于信号放大,可以大大提高低浓度福美双的拉曼信号强度,从而达到高灵敏检测农药福美双的目的。

技术研发人员:吴睿,田光辉
受保护的技术使用者:陕西理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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