MOFs-Ag基SERS印迹复合材料的制备及选择性检测有机染料的研究

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本文研究制备的MOFs-Ag基SERS印迹基底将表面增强拉曼散射光谱检测技术与分子印迹技术相结合,从而实现了指纹峰鉴别物质的检测目的。材料的高灵敏度及特异性识别能力可以满足部分有机染料在实际水样中快速检测的要求。样品无损性的优势及印迹基底优异的稳定性和良好的循环使用性也能确保材料能够在被洗涤后重复使用以降低检测成本。具体研究内容如下:(1)以四氯化锆和二氨基对苯二甲酸(BDC-NH2)为原材料,通过水热法合成了Ui O-66(NH2),随后采取自聚合的方式在其表面修饰一层聚多巴胺(PDA)并附着银纳米粒子,最后通过沉淀聚合的方式制备了Ag@Ui O-66(NH2)/PDA-MIPs(AUP-MIPs)基底材料。通过多种方法对该材料的形貌和性能进行表征,并选用酸性橙II(OII)为目标物对基底的实际检测性能进行研究。结果表明,AUP-MIPs可以在实际水样中特异性识别OII分子,其检测灵敏度可达10-10M,基底具有良好的稳定性且至少可以被循环使用3次。(2)以六水合硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)为锌源,2-甲基咪唑为有机配体,在常温条件下制备了掺杂Ui O-66(NH2)的复合MOFs材料(ZIF-8/Ui O-66(NH2))。最后采用不同的方法在材料表面附着Ag NPs并覆盖了印迹聚合物以制备出Ag@ZIF-8/Ui O-66(NH2)-MIPs(AZU-MIPs),并采用多种手段对印迹基底形貌及其内部多种基团进行表征。分别选取OII和Rh B为目标物以印证基底材料的检测灵敏度,结果表明AZU-MIPs对Rh B的检测灵敏度更为优异,其检测浓度范围为10-6M~5×10-11M。此外,印迹材料赋予的特异性识别能力可以保证AZU-MIPs能应用于实际复杂水样中染料分子的SERS检测。(3)以PA-6为原料制备了掺杂Ui O-66(NH2)的复合膜(PA-6/Ui O-66(NH2))。在负载Ag NPs并覆盖印迹层后,采用SEM和XRD等方法对Ag@PA-6/Ui O-66(NH2)-MIPs(APU-MIPs)的形貌及相关性质进行表征。分别选取OII和Rh B为目标物验证了印迹基底的实际检测能力,并探究了合成条件对样品的SERS检测灵敏度的影响。结果表明,APU-MIPs对这两种染料的最低检测浓度可达10-10M和10-12M。以Rh B组为例,基底材料的SERS检测结果具有优异的稳定性,且可以对目标分子进行选择性检测,样品的实际检测结果也可以满足水样的SERS检测要求。
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