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金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs),作为一类新兴的三维多孔材料,具有大的比表面积,丰富的金属位点,高的孔隙率等特点,但MOFs材料弱的导电能力限制了其在电化学传感领域的应用。本课题通过简单易控的方法制备出了四种具有良好电催化性能的MOFs及MOFs衍生物与石墨烯复合材料,并基于该纳米复合材料构置了四种新型电化学传感器,研究了传感器的电化学和电催化行为,建立了测定水合肼、甲醛、苯酚和亚硝酸根离子的电化学分析新方法。该传感器丰富了电化学传感器的研究内容,拓展了MOFs材料在食品、农药、环境分析中的应用。主要的研究内容如下:(1)将通过简单的原位化学法制备得到的Cu3(BTC)2/GO复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线能谱分析(EDS)等方法对材料进行表征,并研究了Cu3(BTC)2/GO复合材料对水合肼的电化学行为和电催化性能。实验结果表明,基于Cu3(BTC)2和GO之间的协同作用,该传感器对水合肼具有显著的电化学信号增强效应。在最佳条件下,线性检测范围为1.0×10-35.0 mM,检测限达0.5×10-33 mM。该传感器可用于实际样品中水合肼的分析检测。(2)以Ni(NO3)2·6H2O、苯二甲酸(PTA)以及还原氧化石墨烯(rGO)为原料,采用溶剂热法制备出Ni-MOF/rGO复合材料,再在NaOH溶液中通过固-固转化,绿色、简单易控的衍生制备出一种具有电化学活性的Ni(OH)2/rGO复合材料。采用SEM、TEM、EDS及元素mapping等手段对复合材料的形貌和结构进行了表征。由于花瓣状独特结构的Ni(OH)2与高导电rGO之间的协同作用,Ni(OH)2/rGO对甲醛显示出较裸玻碳电极、rGO和Ni-MOF以及Ni-MOF/rGO更高的催化活性。通过线性扫描伏安法(LSV)考察了传感器对甲醛的分析性能,结果显示所构建的传感器在0.1100 mM的线性分析范围内对甲醛表现出强的电催化性能,同时检测限为0.06 mM。此外,该传感器应用于实际水样中甲醛的检测,回收率介于97.9%110.4%之间。(3)以Fe-MOF为前驱体,通过部分煅烧制备出棒状Fe2O3/Fe-MOF/rGO复合材料。采用SEM、TEM、EDS、X-射线衍射(XRD)、热重分析及元素mapping等手段对复合材料的形貌、组成和热稳定性进行了表征。将该材料滴涂于裸玻碳电极表面,制备了Fe2O3/Fe-MOF/rGO/GCE修饰电极,研究了Fe2O3/Fe-MOF/rGO对苯酚的电传感性能。实验结果显示,Fe2O3/Fe-MOF/rGO电传感器对苯酚表现出了较高的电催化氧化活性和抗干扰能力。此外,Fe2O3/Fe-MOF/rGO复合材料对苯酚的测定表现出良好的稳定性和重现性,对应的线性检测范围为0.5180μM和180600μM,检测限为0.1μM。(4)采用溶剂热法制备的Cu3(BTC)2为前驱体,再在室温下通过简单的两步转化得到了Ag/CuS/rGO复合材料。采用SEM、TEM、EDS、元素mapping分析、CV以及LSV等方法对复合材料的物相、表面形貌和电催化性能形貌了表征。结果表明Ag/CuS/rGO复合材料组装的传感器对NO2-离子具有良好的电催化性能,检测线性范围为150μM和50550μM,检出限为0.4μM(S/N=3),此外实验计算得到复合材料修饰电极的有效比表面积远高于裸玻碳电极。因此,Ag/CuS/rGO复合材料对NO2-离子的检测具有一定的实际应用价值。