核壳型有机框架复合物的制备及在电化学传感中的应用

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouyueying
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)、共价有机框架(covalent organic frameworks,COFs)共同作为一类新型有机多孔聚合物,具有比表面积大、孔隙度高、易官能团化等优点。近些年来,MOFs和COFs在多个领域表现出很好的应用前景。但单一的MOFs和COFs本身存在的导电性差、催化性能弱等缺点,限制了其在电化学传感领域的应用。在此背景下,基于MOFs或COFs的核壳型材料,由于其独特的拓扑结构、出色的化学性质等,吸引了众多MOFs和COFs研究者的研究兴趣。本论文从提高MOFs或COFs的导电性和催化性能出发,设计合成核壳型MOFs或COFs复合材料,并将其用于构建电化学传感器。论文的主要内容如下:1、Fe3O4@MIL-100(Fe)核壳型复合材料修饰电极测定绿原酸在本项工作中,利用层层组装的方法成功合成了一种以Fe3O4为核、MIL-100(Fe)为壳的核壳型复合材料。用透射电子显微镜(TEM)、粉末X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)以及氮气吸附/脱附等温线等仪器对所制备的材料进行表征。随后,将Fe3O4@MIL-100(Fe)首次用于构建电化学传感器检测绿原酸分子。在优化条件下,绿原酸浓度范围为0.1-10.0 μmol L-1和10.0-460 μmol L-1时,该电化学传感器可以定量检测绿原酸,检出限为0.05 μmol L-1。在进行干扰性实验之后,证明该电化学传感器可进一步用于检测实际样品中的绿原酸。2、PMeTh核壳型复合材料修饰电极测定左旋多巴卟啉类金属有机框架(porph-MOFs)由于其次级结构单元存在氧化还原活性,越来越受到研究者们的关注。这项工作合成了一种类似于海参形貌的新型核壳结构杂化材料,命名为PMeTh。在原位氧化化学聚合的作用下,聚(3-甲基噻吩)可以成功包裹在PCN-222(Fe)的表面上。多孔PCN-222(Fe)可以提供大量的电催化位点,而聚(3-甲基噻吩)导电聚合物可以促进电荷转移到氧化还原活性位点。研究表明,所制备的PMeTh复合物对左旋多巴的检测具有很好的电化学响应。在一系列的条件优化后,由PMeTh所制备的电化学传感器在左旋多巴浓度为0.05-7.0μmol L-1和7.0-100 μmol L-1时,呈现良好的线性关系,灵敏度分别为1.868μA μM-1 cm-2和0.778 μA μM-1 cm-2。此外,所制备的左旋多巴传感器的检出限为2 nmol L-1。在含有10μmol L-1左旋多巴的缓冲液中循环120次以后,该传感器依旧显示出很好的稳定性。我们通过对人体尿液样品进行加标回收实验,回收率为97.0-105.5%,相对标准偏差RSD值低于4.4%,证明了所制备的左旋多巴传感器具有很好的实用性。将porph-MOFs和导电聚合物结合的方法,可以有效拓展porph-MOFs在电分析领域的应用。3、Co3O4@TAPB-DMTP-COF核壳型复合材料修饰电极检测叔丁基对苯二酚本项工作以Co3O4为核,TAPB-DMTP-COF为壳,用单体引发原位生长的合成方法,合成Co3O4@TAPB-DMTP-COF核壳型复合材料。所制备的核壳型复合材料具有大小均一、孔径一致、比表面积大、有效面积大等优点。此外,研究表明,由Co3O4@TAPB-DMTP-COF所制备的传感器能够灵敏地、选择性地检测叔丁基对苯二酚(TBHQ)。在最佳实验条件下,传感器检测TBHQ时表现出两段线性动态范围(0.05-1.0 μmol L-1 和 1.0-400 μmol L-1),检出限低为 0.02 μmol L-1。在第一段线性范围内,灵敏度高达0.4388μA μM-1 cm-2。此外,对食用油中TBHQ的含量进行加标回收实验,证明本项工作所制备的传感器可以用于实际样品中TBHQ的检测。
其他文献
近年来随着神经科学的发展,各个国家对于探索大脑奥秘产生了浓厚的兴趣。美国国立卫生研究院推出了人脑连接组计划(Human Connectome Project,HCP),采用核磁共振成像技术来进一步阐述人类大脑神经环路的连接状况和功能,我国也推出自己的“脑计划”。人脑个体差异性分析是神经科学的一个重要研究方向,根据目前的个体差异性分析研究现状,存在研究方法不统一,统计标准不一致等问题。对于采用脑网络
随着各种各样的电气设备在人们日常生活中和工业生产中的普及,电气火灾的发生频率也随之增加,电气火灾造成的损失、引发的后果也越来越严重。为了能预防电气火灾的发生,降低其带来的损失,进行电气火灾监控装置的升级开发就显得尤为重要。本课题的目的就是结合国家相关标准和电气防火现场要求,设计出一套检测准确、报警灵敏、操作简便的电气火灾监控装置。本文的工作概括如下:首先分析了我国电气火灾的严峻形式,通过查阅国内外
近年来,随着深度学习在图像分类、语音识别、自然语言处理等多个领域取得了前所未有的成功,深度学习也越来越多地被应用在了安全领域中,例如恶意软件检测、HTTP异常检测等。然而最近的研究发现深度学习容易受到精心设计的输入样本的攻击,这些人为精心构造的使模型产生误分类的样本被称为对抗样本,构造对抗样本的过程称为对抗攻击。对抗样本的出现给深度学习的广泛应用带来了巨大的安全挑战,特别是当深度学习被应用于安全领
煤炭作为我国重要一次能源,其高效清洁利用已成为研究重点。煤的热解是气化、液化等煤炭转化的必经步骤,也是煤炭研究中的重要内容。本文以宁东金凤(JF)煤为研究对象,基于各类表征方法了解煤的分子结构,构建JF煤的大分子结构模型,旨在使用实验和模拟相结合的方法对宁东煤炭样品进行研究,并基于计算化学和分子动力学模拟、结合对热解产物进行的自由基实验分析,深入探讨热解条件下分子结构演化和自由基反应机理。得到结论
随着移动互联网技术的迅猛发展,卫星间通过激光、微波等通信手段形成的星间链路实现组网,并与地面通信网融为一体,形成天地一体化网络,向覆盖地球表面和近地宇宙空间的多种用户提供稳定可靠的服务。组网后,为发挥不同轨道卫星各自优势,研究包含高、中、低轨道的多层卫星组网协议极为必要。而路由协议在组网协议中,扮演了网元节点间信息状态同步和端到端算路选路的功能,其优劣特性将直接影响网络整体性能。传统的路由协议源于
近年来,随着数字化技术和互联网的发展,各行各业采集、获取大数据的能力有了极大增长。例如LTE网络工程优化及日常优化过程中均会获取大量的路测数据,为路测数据的分析诊断带来了巨大的挑战,而对该数据的分析却依赖工程师手工分析,效率低,批量交付性差,且由于工程师分析能力的不同以及电信网络运营数据,每次拥堵、掉线、故障都有不同的表现,涉及不同的网络异常原因,导致分析问题的结果也各不相同。因此针对该问题,需要
计算机视觉识别技术是一个基础性研究话题。近年来,随着软硬件技术的快速发展,相关研究也取得了显著的突破,涌现出很多实用性成果,例如人脸识别、车牌识别以及图像搜索等,大幅度提高了工业生产效率并改善了人们生活质量。随着数据复杂度的增加,视觉识别技术的研究面临着很多新挑战问题。其中,数据类间相关性分布不均匀和类间数据分布不平衡是两种较为有代表性的问题。为了降低这两个问题对视觉识别性能的影响,本文分别从结构
生物分子直接或者间接地对生物体产生着影响,所以对它们的定量检测在病症的临床诊疗中有着举足轻重的作用。随着科技的日新月异,研究者们发现了荧光传感的分析方法,这种方法由于快速、高效、灵敏和简便的优势而受到越来越多的关注与应用。二氧化锰二维纳米片在紫外-可见光区具有宽而强的吸收带,在荧光传感器中可作为一种有效的猝灭剂。半导体纳米晶体量子点(QDs)作为一种新型的荧光纳米材料,具有独特而优越的光学性能,如
增强现实将虚拟的信息应用到真实世界,来增强用户对现实世界的感知,核心技术是即时定位和地图构建(SLAM)。同时由于移动手机的普及性,移动端增强现实展现出了很高的应用价值,但是将SLAM技术应用到移动端增强现实却存在着很多问题。本文针对于移动端增强现实应用场景,对SLAM系统的核心模块进行算法和工程相关优化,构建了符合移动端应用需求的视觉SLAM系统,并且在这个基础上进行产品化实现,最终构建了用于商
尼龙6(PA6)因其优异的力学性能、电学性能和耐腐蚀性能被作为工程塑料广泛地应用在机械制造、电子电气和纺织等领域。PA6作为一种有机高分子材料,存在着易燃的缺点,在燃烧过程中会产生有毒烟雾和熔融物滴落现象,严重威胁生命财产安全。因此对PA6进行阻燃改性十分必要,针对PA6的燃烧特性开发相应的阻燃剂来提高复合材料的阻燃性能是最有效的途径之一。本文以邻苯二胺和三氯氧磷为原料合成中间体邻苯二胺磷酰氯(D