本发明涉及一种电化学传感器的制备方法，特别涉及一种纳米nbn/石墨复合糊电极传感器的制备方法及应用。属于电化学分析领域。
背景技术：
氮化物是氮与电负性比它小的元素形成的二元化合物。由过渡元素和氮直接化合生成的氮化物又称金属型氮化物。它们属于“间充化合物”，因氮原子占据着金属晶格中的间隙位置而得名。这种化合物在外观、硬度和导电性方面似金属，一般都是硬度大、熔点高、化学性质稳定，并有导电性。氮化铌(nbn)是典型的b-1型化合物。氯化钠晶体结构。热稳定性和化学稳定性高，抗中子辐照，优良的超导薄膜材料，并具有较高的导电性和超导性以及宽的电势窗口。
石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键，每个碳原子与另外三个碳原子相联，六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成片层结构。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们互相重叠，形成离域的π键电子在晶格中能自由移动，可以被激发，所以石墨有金属光泽，能导电、传热。石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料石墨。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体，石墨在常温下有良好的化学稳定性以及宽的电势窗口，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀，石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏。但是很多情况下石墨都是多层叠加在一起，层与层之间的面积没有得到有效利用，其实际容量被低。如何实现石墨的有效分散是提高和改善石墨电化学性能的重要途径。另外，将石墨与其他纳米结构复合也抑制石墨片层的重叠。将高容量的过渡金属氮化物或导电聚合物与石墨进行叠层复合，一方面石墨被其他物质隔离开，能够减少团聚，增加电解液的流动性，另一方面，石墨为复合后的赝电容物质提供了电子传导的三维网络。基于石墨的复合材料表现出协同效应，在获得高容量的同时保持有良好的倍率性能。
碳糊电极是利用导电性的炭材料，如石墨粉与憎水性的粘合剂混合制成糊状物，然后将其涂在电极棒的表面或填充入电极管中而制成的一类电极。由于碳糊电极无毒、电化学窗口宽、制备方法简单、成本低、表面易更新、残余电流小等优点，已广泛应用于电化学分析、生物传感器制备和环境检测、食品药品分析中。但碳糊电极也存在一些缺点，如导电性能差，灵敏度低，稳定性差等。为了改进碳糊电极的性能，采用氮化钛/碳纳米管复合材料作为碳糊电极的导电材料，提高了电极灵敏度和选择性。
虾青素具有多种生理功效，如在抗氧化性、抗肿瘤、预防癌症、增强免疫力、、预防心脑血管疾病、改善视力等方面都有一定的效果。虾青素在体内可与蛋白质结合而呈青、蓝色，的作用。虾青素来自于被称为红球藻衣的微藻类，这类海藻在极地海洋环境中极为丰富，而且是一种天然的类胡萝卜素。抗氧化效果比β-胡萝卜素强10倍，比维生素e强100倍。已报导测定虾青素的方法是高效液相色谱法。采用碳糊电极方法测定虾青素是一种准确，灵敏和有效地分析方法。
技术实现要素：
本发明的目的是采用1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲磺酸盐熔融丝瓜络作为复合胶粘剂制备一种纳米nbn/石墨复合糊电极传感器，提供了一种纳米nbn/石墨复合糊电极传感器的制备方法，并应用检测虾青素。
仪器与试剂
chi660b电化学工作站（上海辰华仪器公司），实验采用三电极体系：铂丝电极为辅助电极，ag/agcl为参比电极（sce），纳米氮化铌/石墨复合糊电极为工作电极；kq-250e型超声波清洗器（坤峰超声仪器有限公司）。
纳米氮化铌，纳米石墨粉，1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲磺酸盐，无水乙醇，硫酸，高碘酸钾，虾青素，硅油，所用试剂均为分析纯，水为去离子水。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种纳米nbn/石墨复合糊电极传感器的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：
（1）纳米石墨粉预处理：在反应器中，按如下质量百分比加入，去离子水：54~57%，缓慢加入浓硫酸：30~34%，搅拌均匀，冷至室温，高碘酸钾：3~5%，搅拌溶解，加入纳米石墨粉：8~12%，各组分质量百分比之和为百分之百，于室温浸泡18~20h，再煮沸20min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤至中性，干燥，研磨，即得预处理纳米石墨粉；
（2）复合胶黏剂制备：在反应釜中，按如下质量百分比加入，1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲磺酸盐：72~76%，预处理丝瓜络粉：24~28%，盖好密封盖，置于恒温箱中，温度在160±2℃恒温，反应15~18h，得到粘稠淡黄色透明液体，为复合胶黏剂；
（3）纳米nbn/石墨复合糊电极传感器的制备：在玛瑙研钵中，按如下质量百分比加入，纳米氮化铌：42~46%，预处理纳米石墨粉：22~26%，复合胶黏剂：14~18%，液体石蜡：16~20%，各组分质量百分比之和为百分之百，研磨均匀成碳糊状，然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ6mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米nbn/石墨复合糊电极传感器。
步骤（2）中所述预处理丝瓜络粉是成熟的丝瓜去皮去子，分别用酸碱处理，去除酸碱可溶物，经粉碎，过筛200目。
步骤（3）中所述液体石蜡为医用级的。
纳米nbn/石墨复合糊电极传感器测定虾青素步骤如下：
（1）标准溶液配制：配制一组包括空白标样在内的不同浓度的虾青素标准溶液，底液为ph=4.00b-r缓冲溶液；
（2）将ag/agcl为参比电极，铂丝电极为辅助电极，本发明制备的纳米nbn/石墨复合糊电极传感器为工作电极组成三电极系统，连接chi660b电化学工作站，底液为ph=4.00b-r缓冲溶液，在-0.1~1.2v的电位范围，然后采用计时电流法扫描该溶液，工作电压为0.50v，取不同浓度下虾青素的峰电流值与虾青素浓度做工作曲线；该方法表现出很高选择性和灵敏性，响应电流与虾青素的浓度在6.0×10-8~2.0×10-4mol/l范围内呈良好的线性关系，相关系数r=0.9962，检测限为2.21×10-8mol/l；
（3）虾青素的检测：用待测样品代替步骤（1）中的虾青素标准溶液，按照步骤（2）的方法进行检测，根据响应电流降低的差值△i和工作曲线，得到待测样品中虾青素的含量。其回收率在95.02~105.12%之间。
本发明的优点及效果是：
（1）本发明制备纳米nbn/石墨复合糊电极传感器，在碳糊电极中加入纳米nbn，采用1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲磺酸盐熔融丝瓜络作为复合胶粘剂，液体石蜡作为辅助剂，将纳米nbn与预处理纳米石墨粉混合制备的碳糊电极比普通的碳糊电极导电性能提高6~8倍，电化学窗口宽、制备方法简单、成本低、表面易更新、残余电流小等优点；
（2）本发明制备的纳米nbn/石墨复合糊电极传感器在制备的过程中不使用有毒的试剂，环保绿色，制备简单易行；
（3）将本发明制备的纳米nbn/石墨复合糊电极传感器成功用于药品、生物样品虾青素的检测中，解决了虾青素检测困难，提高了检测的灵敏度。
具体实施方式
实施例1
（1）纳米石墨粉预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：55ml，缓慢加入浓硫酸：18ml，搅拌均匀，冷至室温，高碘酸钾：6g，搅拌溶解，加入纳米石墨粉：7g，于室温浸泡19h，再煮沸20min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤至中性，干燥，研磨，即得预处理纳米石墨粉；
（2）复合胶黏剂制备：在反应釜中，分别加入，1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲磺酸盐：74g，预处理丝瓜络粉：26g，盖好密封盖，置于恒温箱中，温度在160±2℃恒温，反应16h，得到粘稠淡黄色透明液体，为复合胶黏剂；
（3）纳米nbn/石墨复合糊电极传感器的制备：在玛瑙研钵中，分别加入，纳米氮化铌：44g，预处理纳米石墨粉：24g，复合胶黏剂：16g，液体石蜡：16g，研磨均匀成碳糊状，然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ6mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米nbn/石墨复合糊电极传感器。
实施例2
（1）纳米石墨粉预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：57ml，缓慢加入浓硫酸：17ml，搅拌均匀，冷至室温，高碘酸钾：7g，搅拌溶解，加入纳米石墨粉：6g，于室温浸泡18h，再煮沸20min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤至中性，干燥，研磨，即得预处理纳米石墨粉；
（2）复合胶黏剂制备：在反应釜中，分别加入，1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲磺酸盐：72g，预处理丝瓜络粉：28g，盖好密封盖，置于恒温箱中，温度在160±2℃恒温，反应17h，得到粘稠淡黄色透明液体，为复合胶黏剂；
（3）纳米nbn/石墨复合糊电极传感器的制备：在玛瑙研钵中，分别加入，纳米氮化铌：42g，预处理纳米石墨粉：26g，复合胶黏剂：14g，液体石蜡：18g，研磨均匀成碳糊状，然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ6mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米nbn/石墨复合糊电极传感器。
实施例3
（1）纳米石墨粉预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：54ml，缓慢加入浓硫酸：17.5ml，搅拌均匀，冷至室温，高碘酸钾：5g，搅拌溶解，加入纳米石墨粉：10g，于室温浸泡20h，再煮沸20min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤至中性，干燥，研磨，即得预处理纳米石墨粉；
（2）复合胶黏剂制备：在反应釜中，分别加入，1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲磺酸盐：76g，预处理丝瓜络粉：24g，盖好密封盖，置于恒温箱中，温度在160±2℃恒温，反应15h，得到粘稠淡黄色透明液体，为复合胶黏剂；
（3）纳米nbn/石墨复合糊电极传感器的制备：在玛瑙研钵中，分别加入，纳米氮化铌：46g，预处理纳米石墨粉：22g，复合胶黏剂：15g，液体石蜡：17g，研磨均匀成碳糊状，然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ6mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米nbn/石墨复合糊电极传感器。
实施例4
（1）纳米石墨粉预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：54ml，缓慢加入浓硫酸：19ml，搅拌均匀，冷至室温，高碘酸钾：5g，搅拌溶解，加入纳米石墨粉：7g，于室温浸泡18.5h，再煮沸20min，冷至室温，固液分离，用去离子水洗涤至中性，干燥，研磨，即得预处理纳米石墨粉；
（2）复合胶黏剂制备：在反应釜中，分别加入，1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲磺酸盐：75g，预处理丝瓜络粉：25g，盖好密封盖，置于恒温箱中，温度在160±2℃恒温，反应18h，得到粘稠淡黄色透明液体，为复合胶黏剂；
（3）纳米nbn/石墨复合糊电极传感器的制备：在玛瑙研钵中，分别加入，纳米氮化铌：43g，预处理纳米石墨粉：25g，复合胶黏剂：18g，液体石蜡：14g，研磨均匀成碳糊状，然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ6mm的玻璃管内，压实，干燥，用金相砂纸打磨，抛光，去离子水洗涤，即得纳米nbn/石墨复合糊电极传感器。
将上述实施例1~4所制备的纳米nbn/石墨复合糊电极传感器，用于样品中虾青素的检测，按检测步骤进行。本发明制备的纳米nbn/石墨复合糊电极传感器成功用于药品、生物样品中虾青素的检测中，因此本发明制备的分子印迹传感器可广泛应用于生物医药、生物样品检测等相关领域，解决了虾青素检测的困难。