金属有机骨架（metal-organic frameworks,MOFs）是一类新型的多孔配位聚合物（PCPs）,通过金属离子中心和有机配体之间的自组装而合成。MOFs所具有的优异特性,例如比表面积大、孔隙率高、孔道结构可调、孔体积大和开放的金属位点等,使其在众多研究对象中备受关注。这些独特的结构优势为MOFs在生物和化学传感领域的应用提供了无限可能。然而,MOFs所存在的一些缺陷,例如导电性差、选择性差和修饰位点缺乏等,在一定程度上限制了MOFs在电化学传感中的应用。要满足MOFs的各种实际应用需求,就必须在改进这些不足的基础上加入新的功能特性。基于此,将MOFs与一系列功能材料结合去制备新型复合材料的想法被提出,这样就可以在保留两种组分优点的同时巧妙的避开它们存在的缺陷。迄今为止,已经有各种各样基于MOFs复合材料的电化学传感器被成功的构建并用于环境监测、食品安全和健康监测的各个领域。随着社会不断地发展,需要被分析检测的目标分析物也逐渐增多。因此,构建多种基于MOFs复合材料的电化学传感器并且扩大其应用范围势在必行。本论文中,我们以构建基于MOFs复合材料的新型电化学传感器为目的,设计合成了性能良好的MOFs复合材料用于传感体系的建立。选取一些环境污染物和生理标志物作为分析检测对象,通过对传感体系的创新来增强电化学传感器的灵敏度和稳定性。本论文的主要研究结果如下:1、建立了一种基于金属有机骨架复合材料的新型电化学方法,并用于水溶液中多种重金属离子的同时检测。研究中,我们首次设计合成了一种石墨烯气凝胶（GA）与MOF（Ui O-66-NH₂）结合的复合材料。通过原位生长法在GAs基质上合成Ui O-66-NH₂晶体从而合成了复合材料。GAs在作为Ui O-66-NH₂生长骨架的同时,也加速了基质中的电子转移速率从而增强了复合材料的导电性。由于亲水基团和金属阳离子之间的相互作用,复合材料中的Ui O-66-NH₂晶体可以为吸附各种重金属离子提供键合位点。将GAs-Ui O-66-NH₂复合材料修饰的电极成功的应用于水溶液中Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺和Hg²⁺的单独和同时检测,具有较高的选择性和灵敏度。对于同时检测Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺和Hg²⁺的检测限分别为9 n M、1 n M、8 n M和0.9 n M。同时,所建立的方法也成功的用于同时监测河水、土壤和蔬菜样品中的Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺和Hg²⁺,其加标检测的回收率在86.7%到104.7%之间,显示出高的准确度和可靠性。2、构建了一种基于MOF@MOF复合材料的电化学传感器,并用于碱性介质中的非酶葡萄糖传感。本研究中,我们首次合成了一种典型核-壳结构的MOF@MOF复合材料（Ui O-67@Ni-MOF）。在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的调节下利用内部延伸生长法在Ui O-67核上合成Ni-MOF壳。该传感体系中,Ui O-67具有大的比表面积和良好的导电性,可以加速Ui O-67@Ni-MOF复合材料中的电子转移速率。同时,Ni-MOF对葡萄糖氧化的电化学活性,可以为复合材料提供良好的电催化性能。为了证明基于Ui O-67@Ni-MOF复合材料的传感器的检测性能,将其成功应用于非酶葡萄糖电化学传感。结果表明,Ui O-67@Ni-MOF复合材料与单独的Ui O-67和Ni-MOF材料相比,对葡萄糖具有较高的电催化活性。此外,所建立的传感器对实时监测葡萄糖水平具有较高的选择性和灵敏度。在最佳检测条件下,传感器对葡萄糖的响应时间小于5s,其线性范围位于5μM和3.9 m M之间,检测限为0.98μM。最后,将传感器成功应用于人血清样品中葡萄糖浓度的检测,得到的结果与医院测得的标准值相符。3、构建了新型的基于金属有机骨架复合材料的电化学传感器,并将其应用于灵敏和选择性的检测草甘膦。该研究中,我们设计合成了一种石墨烯纳米片（graphene nanosheets,GNS）和MOF（Ui O-67）的复合材料。通过在石墨烯纳米片上原位生长Ui O-67来合成GNS-Ui O-67复合材料。GNS所具有的大比表面积和高导电性可以为增强复合材料的导电性做出贡献。而Ui O-67中Zr-OH基团与草甘膦之间的亲和力可以使复合材料对草甘膦具有较强的吸附性能。另一方面,在GNS表面上生长Ui O-67可以防止石墨烯纳米片发生团聚。我们采用电化学方法,在含有Cu²⁺离子的电解质溶液中,用GNS-Ui O-67复合材料修饰的电极对草甘膦含量进行了检测。由于草甘膦和Cu²⁺离子之间可以相互作用形成络合物,因而可以用间接的方法来检测草甘膦浓度。其检测的线性范围位于0.01μM～5.5μM之间,具有两段现性响应范围,检测限为0.3 n M。为了进一步验证传感体系的实用性,我们将其成功应用于不同实际样品中草甘膦含量的检测,其加标回收率均大于80%。综上所述,我们通过对几种金属有机骨架复合材料的设计和合成,成功地构建了不同种类的电化学传感器,并将其应用于几种目标分析物的检测,取得了良好的选择性和灵敏度。本研究为金属有机骨架复合材料在电化学传感器领域中的应用提供了新颖的思路和方法。