UiO系列MOFs构建无机酸根离子电化学传感器的研究

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基于UiO系列MOFs材料具有较高的稳定性及良好的吸附性,近年来一直是研究的热点,在电化学传感和催化吸附等领域展现了良好的应用前景。水体中的污染物如硝酸盐、亚磷酸盐等物质,不仅制约着人类的健康,而且对水体环境的破坏也非常大,因此,对它们进行痕量检测的相关研究仍十分有必要。本论文将UiO-67直接用作电极材料,构建UiO-67/GCE传感器,研究其对水体污染物硝酸根的电化学检测;另外,将UiO-66与氧化石墨烯(GO)进行共混掺杂,并将其用作电极材料,构建了对水体中亚磷酸根有响应的传感器UiO-66/GO/GCE,实现了亚磷酸根的快速测定,主要内容如下:首先,将UiO-67作为电极材料,采用CV法探讨了其对水中硝酸根的电流响应,发现有一对可逆的氧化还原峰,进而探究了pH、扫速等对响应过程的影响。实验结果表明,在最佳条件(pH=8、扫速为60 mV s-1)下,通过DPV法检测出硝酸根在UiO-67/GCE上的线性范围为1~300μM,其响应电流与硝酸盐浓度呈现出良好的线性关系,检测限为0.33μM。该传感器用于实际水样的加标回收,回收率为98.00~99.86%。其次,将UiO-66、GO进行简单的掺杂得到UiO-66/GO复合材料,利用XRD,TG,SEM等测试手段对该材料进行了表征。然后,以UiO-66/GO为电极材料构建亚磷酸盐的电化学传感器。采用CV法探究发现UiO-66/GO/GCE相比于UiO-66/GCE、GO/GCE有更强的电流响应,进一步表明GO的掺入提高了电极表面的导电性。之后进一步探讨了不同GO掺杂量对电流强度的影响,并且当GO掺杂量为2 mg时电流响应值最大。实验还表明,在最优条件(pH=7.0、扫速为60 mV s-1)下,亚磷酸盐在UiO-66/GO/GCE上的检测范围为10~500μM,检测限为0.33μM,相应的线性范围较宽,检测限较低。该传感器用于实际水样的加标回收,回收率为97.92~99.30%。
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