【摘要】：金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)是一種多孔的化學(xué)材料,它具有制備方法簡單、孔隙度和結(jié)晶性高、比表面積大、內(nèi)部排列規(guī)則等優(yōu)點(diǎn)。MOFs及其復(fù)合物在電化學(xué)傳感器方面的應(yīng)用已經(jīng)成為電化學(xué)傳感器研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本研究中,合成了鈷(II)-對苯二甲酸金屬有機(jī)骨架材料(Co(BDC))、鋁(III)-均苯三酸金屬有機(jī)骨架材料(Al(BTC))和鋅(II)-對苯二甲酸金屬有機(jī)骨架材料(Zn(BDC))。并采用SEM、FT-IR、BET、TG對所制備的材料進(jìn)行了表征。利用聚丙烯酸鈉(PAAS)的成膜性,將其固定在電極表面,構(gòu)建了用于檢測環(huán)丙沙星(CIP)、孔雀石綠(MG)以及三甲胺(TMA)的快速、靈敏的電化學(xué)傳感器。主要內(nèi)容如下:1、以六水合硝酸鈷(Co(NO_3)_2·6H_2O)和對苯二甲酸(H_2BDC)為原料,使用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為溶劑,通過水熱法合成了Co(BDC)。利用PAAS的成膜性,將其修飾電極制備Co(BDC)-PAAS/GCE。采用循環(huán)伏安法(CV)對該修飾電極進(jìn)行電化學(xué)表征,結(jié)果顯示在堿性條件下,Co(BDC)-PAAS/GCE對CIP具有較好的電催化作用。采用差分脈沖法(DPV)考察了Co(BDC)-PAAS/GCE對CIP的響應(yīng)性能。結(jié)果顯示,該電極的峰電流的增加量(ΔI)與CIP濃度在3.02×10~-99 mol/L~1.51×10~-88 mol/L范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,線性方程為I(μA)=103.44X+5.699(mol/L,R~2=0.9940)。在1.51×10~-88 mol/L~1.51×10~-77 mol/L范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,線性方程為I(μA)=11.098X+7.089(mol/L,R~2=0.9937)。檢出限為:1.03×10~(-9) mol/L。并可成功應(yīng)用于實(shí)際水產(chǎn)品中CIP的檢測。2、以九水合硝酸鋁(Al(NO_3)_3·9H_2O)和1,3,5-苯三甲酸(H_3BTC)為原料,DMF為溶劑,采用水熱法合成了Al(BTC)。將其與PAAS混合滴涂于電極表面,制得Al(BTC)-PAAS/GCE。采用CV考察了其電化學(xué)行為,結(jié)果表明,在堿性條件下,Al(BTC)-PAAS/GCE對MG具有較好的電催化作用。采用DPV考察了Al(BTC)-PAAS/GCE對MG的響應(yīng)性能。結(jié)果表明,該修飾電極的ΔI與MG濃度在2.74×10~(-9)mol/L~1.37×10~-88 mol/L范圍內(nèi)呈正比線性關(guān)系,線性方程為I(μA)=99.699X+6.9822(mol/L,R~2=0.9976);在1.37×10~-88 mol/L~6.85×10~-88 mol/L范圍內(nèi)呈正比線性關(guān)系,線性方程為I(μA)=19.007X+8.022(mol/L,R~2=0.9915)。檢出限為:0.91×10~(-9) mol/L。并成功應(yīng)用于實(shí)際水產(chǎn)品中MG的檢測。3、以六水合硝酸鋅(Zn(NO_3)_2·6H_2O)和H_2BDC為原料,DMF為溶劑,采用水熱法合成了Zn(BDC)。將其均勻分散于PAAS中,利用PAAS的成膜性固定于電極表面,以制備Zn(BDC)-PAAS/GCE。通過CV法對其電化學(xué)行為進(jìn)行了表征,結(jié)果表明,其對TMA具有較好的電催化作用。通過DPV法考察了Zn(BDC)-PAAS/GCE對TMA的響應(yīng)性能。結(jié)果表明,Zn(BDC)-PAAS/GCE的ΔI與TMA濃度在1.05×10~-88 mol/L~5.23×10~-88 mol/L范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,線性方程為I(μA)=49.713X+5.163(mol/L,R~2=0.9960);在5.23×10~-88 mol/L~5.23×10~-77 mol/L范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,線性方程為I(μA)=11X+7.0075(mol/L,R~2=0.9992)。檢出限為:3.28×10~(-9) mol/L。并成功應(yīng)用于實(shí)際水產(chǎn)品TMA的檢測。
【圖文】：

圖 1-1 電化學(xué)傳感器的工作原理圖Fig.1-1 The working schematic diagram of electrochemical sensor1.2.2 電化學(xué)傳感器的分類根據(jù)電化學(xué)傳感器的檢測信號的類型不同，可分為四類：電流型、電位型、電導(dǎo)型以及電容型傳感器。其中，基于電流檢測的電化學(xué)傳感器，，主要由于工作電極表面發(fā)生的還原或氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的電信號通過電流的形式被檢測出來，這種電流型傳感器在使用中最為常見[62-63]。1.2.3 電化學(xué)傳感器的應(yīng)用電化學(xué)傳感器由于其操作簡便、易微型化等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。主要有食品安全、環(huán)境監(jiān)測以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

圖 1-2 所示。MOFs 表現(xiàn)出高孔隙度和結(jié)晶性，大的比表面積，特定的電子結(jié)構(gòu)，內(nèi)部排列的規(guī)則性等[74]。在過去的 20 年中，MOFs 作為一種新型多孔材料，引起了廣大學(xué)者的研究興趣，并已成功應(yīng)用于儲能、氣體吸附和分離、催化、藥物輸送、電化學(xué)傳感器等多個(gè)領(lǐng)域[75]。
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS254.7;O657.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2706038