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有机-无机框架化合物(简称MOFs)由于具有高的比表面积、可调节的孔径、以及丰富的氧化还原活性位点等优点在超级电容器和电化学传感器上具有广泛的应用前景。电极材料是影响超级电容器和电化学传感器性能最主要的因素,开发研制新一代高性能电极材料具有重要意义。钒基MOFs具有合成简便、成本低廉、氧化还原活性位点多等特性,其有望成为在超级电容器电极材料和电化学传感器电极修饰材料检测重金属离子的优异候选材料。本文通过水热法合成四种钒基MOFs材料,即MOF(V,Ni)、MOF(V,Cu)、MOF(V)和MOF(V,Co),并对其进行形貌分析和结构表征,且对其作为超级电容器的电极材料,以及电极修饰材料检测重金属离子应用方面开展了研究。主要研究内容如下:(1)MOF(V,Ni)和MOF(V,Cu)作为超级电容器电极材料通过水热法合成椭圆球状MOF(V,Ni)和层状MOF(V,Cu)电极材料,并研究了其作为超级电容器电极材料储电的性能。研究结果表明:通过在传统碱性电解液中添加少量K3[Fe(CN)6]可大大提高MOF(V,Ni)和MOF(V,Cu)电极材料的比电容值。在混合电解液介质中,1 A/g电流密度下其比电容分别为1282.31 F/g、790.57 F/g;经过1000次循环充放电后,比电容保持率分别为93.01%、83.08%,且循环稳定性较高。(2)MOF(V)电极材料检测Pb2+、Cu2+和Hg2+将水热合成的蕨类状结构MOF(V)修饰碳糊电极,通过差分脉冲伏安法检测水体中重金属离子Pb2+、Cu2+和Hg2+,在1-10μM范围内对这三种重金属离子皆具有较好的线性,且其检出限较低,分别为2.901×10-8 mol/L、8.780×10-8 mol/L和6.767×10-8 mol/L。(3)MOF(V,Co)和MOF(V,Ni)电极材料检测Pb2+将水热合成的六棱单锥MOF(V,Co)和椭圆球状MOF(V,Ni)材料分别修饰玻碳电极和碳糊电极,作为电化学传感器电极材料检测Pb2+,采用差分脉冲伏安法对Pb2+的检测具有较好的选择性,且它们分别在1-10μM和1-20μM范围内对Pb2+具有较好的线性检测,其检测限分别为2.890×10-8 mol/L和2.552×10-8 mol/L。