基于MOFs衍生的复合材料构建水体污染物传感器的研究

发布时间：2020-04-22 05:32

【摘要】：有机污染物如酚类、有机磷农药具有高毒性、难降解性、生物积累性,因而研究其痕量快速检测很有必要。基于金属有机框架(MOFs)衍生的多孔复合材料,因其稳定性好且结构均匀、比表面积大,近几年引起了广泛的关注,在电化学传感领域展现了良好的应用的前景。本文以结构可控的MOFs为模板,通过热处理成功制备了几种不同的衍生物,利用多种表征手段对它们的结构进行了探究;同时探讨了其作为传感器对有机污染物邻苯二酚(CC)、对苯二酚(HQ)和甲基对硫磷(MP)的电化学检测,取得了较为满意的结果,为上述环境有机污染物的简单快速测定提供了新思路,具体内容如下:首先,采用溶剂热法合成三种不同金属中心的MIL系列MOFs:MIL-125(Ti)、MIL-101(Cr)和MIL-101(Fe),分别以其为前驱体,热解得到了 Ti02/C、Cr203/C、Fe203/C纳米材料,并以这些材料构建CC和HQ的电化学传感器。实验发现,金属中心的不同可导致衍生后的纳米材料性能的差异,更换同构MOFs的金属中心从而提升传感器性能是优化传感器的新思路。其次,将聚丙烯腈(PAN)、ZIF-67混合静电纺丝得到复合纳米纤维ZIF-67/PAN,分别以ZIF-67/PAN、ZIF-67为前驱体,热解制备得到N掺杂的CoO/Co/C:C-ZIF-67/PAN-800、C-ZIF-67-800,利用这两种N掺杂材料构建苯二酚异构体(CC和HQ)电化学传感器。实验发现,通过电纺引入N源可以有效提高材料的电化学性质。最后,合成了以对苯二甲酸为配体的MIL-125(Ti)、UIO-66(Zr),并以其为前驱体,热解制备得到TiO2/C、ZrO2/C纳米材料,以其构建MP的电化学传感器。实验发现,以MIL-125制备的TiO2对磷酸基团的亲和力可能大于UIO-66(Zr)合成的ZrO2。
【图文】：

ｐＨ对ＭＰ的电化学行为的影响逡逑由于ＭＰ遇碱易降解，且ＭＰ在修饰电极上的电化学反应过程有Ｈ＋参与，因此逡逑ｐＨ对ＭＰ在修饰电极上的电化学行为有较大的影响。图３－１１是Ｔｉ０２／Ｃ＿0／ＧＣＥ在逡逑含有１０邋Ｈｇ／ｍＬ邋ＭＰ的不同ｐＨ值的０．１Ｍ邋ＨＡｃ－ＮａＡｃ缓冲液下的氧化峰电流值随ｐＨ逡逑值变化的关系图。随ｐＨ值的增大，氧化峰电流值先增大后减小。在ｐＨ＝６时，，氧逡逑化峰电流值最大，因此，选择ｐＨ＝６为最佳实验ｐＨ值进行研究。逡逑－６３邋－逡逑
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212;O657;X832

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本文编号：2636204