金屬有機框架復合物修飾電極的電化學傳感研究.pdf

1、金屬有機框架材料(Metal Organic Frameworks，MOFs)是一類新興的多孔材料，由無機金屬結構單元與有機配體通過配位組裝形成。金屬有機框架材料因其特殊的結構、大的比表面積、開放的金屬位點、超高的孔隙率和結構可調等特點，在氣體儲存與分離、磁性材料、藥物緩釋、傳感器、催化劑和光學應用等領域有著廣泛的應用。但由于MOFs的有機配體復雜，空間位阻較大，導致大部分MOF材料導電性能較差，限制了它在電化學傳感方面的應用。本文合成

2、了兩種金屬有機框架材料，并針對其自身性能特點與其它納米材料復合，得到電化學性能優良且具有MOFs結構特點的復合物，并將其用于構建電化學傳感器，檢測實際樣品中的痕量物質，具體開展了以下幾個方面的研究工作:
　　第二章多壁碳納米管@UiO-66-NH2復合材料修飾電極測定鉛
　　本文選擇了一種反應條件溫和，產率較高的方法合成了氨基功能化的金屬有機框架材料UiO-66-NH2。并通過異相成核作用原理制備了UiO-66-NH2和多壁

3、碳納米管(MWCNTs)的復合材料(MWCNTs@UiO-66-NH2)。我們對復合材料進行了X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(IR)、場發射掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等一系列表征。由于多壁碳納米管具有良好的導電性且UiO-66-NH2具有大的比表面積以及高的孔隙率，用該復合材料構建的電化學傳感器對鉛離子的檢測有明顯的電流響應，其線性范圍為0.001-0.8μmol L-1(R2=0.999)，檢出限為0.0

4、005μmol L-1?；谠搹秃喜牧纤⒌碾娀瘜W方法可以應用于實際樣品中鉛離子含量的測定。
　　第三章聚苯胺包裹UiO-66-NH2復合材料修飾電極測定鎘
　　本文首先通過溶劑熱法制備了小尺寸的金屬有機框架材料(UiO-66-NH2)，然后通過原位聚合法合成了表面均勻包裹聚苯胺(PANI)的UiO-66-NH2@PANI復合材料。并通過場發射掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、傅立葉

5、變換紅外光譜(IR)、X射線光電子能譜(XPS)等表征手段對復合材料進行了系統的表征。并研究了UiO-66-NH2@PANI復合材料對重金屬鎘離子的電化學檢測。為了獲得良好的電化學響應，我們將支持電解質的pH值，富集電位以及富集時間等實驗參數進行優化。結果表明，由于氨基與鎘離子之間有較強的絡合作用，UiO-66-NH2@PANI修飾電極在最優條件下可以精確測定鎘離子。該修飾電極的線性范圍為0.5-600μg L-1(R2=0.997)，

6、檢出限為0.3μg L-1。本文所構建的電化學傳感器具有良好的分析檢測性能，為Cd2+的測定提供了一種新的有效的檢測方法。
　　第四章 Cu-MOF-74固定氯化血紅素分子檢測2，4，6-三氯苯酚
　　本文合成了具有豐富不飽和金屬位點的金屬有機框架材料Cu-MOF-74。通過氯化血紅素(Hemin)分子與Cu-MOF-74不飽和金屬位點之間相互鍵合作用，實現了Cu-MOF-74對氯化血紅素的固定，制備了Hemin/Cu-MO

7、F-74仿生模擬酶材料。通過傅立葉紅外光譜、X射線衍射等手段，證明Hemin分子與Cu-MOF-74之間具有較強的鍵合作用。紫外可見吸收光譜顯示大量的Hemin分子是以高催化活性的單體形式存在。運用掃描電鏡、拉曼光譜、高倍透射電子顯微鏡等方法對所制備的材料進行了表征。選用2，4，6-三氯苯酚為分析檢測物，基于Hemin/Cu-MOF-74復合材料對2，4，6-三氯苯酚的良好電化學檢測性能，其線性范圍為0.01-9μmol L-1，檢出限