基于金属有机骨架衍生多孔碳材料用于同时检测对乙酰氨基酚和盐酸多巴胺

以金属有机骨架(MOFs)作为模板,在氮气氛下对其进行热处理,合成了一种金属有机骨架衍生多孔碳材料(MOFs Pyrolysis Porous Carbon,MPPC)。通过扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱及N2吸附-脱附测试,对其形貌和结构进行了表征。采用滴涂法将MPPC修饰在玻碳电极(GCE)表面,制备了金属有机骨架衍生多孔碳电化学传感器(MPPC/GCE)。运用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)、交流阻抗法(EIS)研究了对乙酰氨基酚(AC)和盐酸多巴胺(DA)在该修饰电极上的电化学行为。结果表明,该电极能同时检测AC和DA,在优化条件下,AC和DA的线性检测范围分别为0.5~3.5μmol/L和11~19μmol/L,检测限分别为0.004μmol/L和0.039μmol/L。该方法电流响应大、灵敏度高、检测限低,在药品检测方面具有潜在的应用价值。

一步热解法制备多孔碳-纳米金电极用于检测酚类

以氯金酸处理过的铁基金属有机框架(Metal Organic Frameworks, MOFs-Fe)材料为模板,通过一步热解法制备了基于MOFs-Fe的热解多孔碳负载金纳米材料(MOFs-FePorousCarbon/AuNanopowders,MFPC/Au-NPs)。通过扫描电子显微镜(SEM)及X射线粉末衍射(XRD)表征了样品的形貌及相纯度,用X射线光电子能谱(XPS)、全自动比表面和孔径分析仪对复合材料所含元素、比表面积及孔径分布进行了测试。通过滴涂法制备了修饰电极(MFPC/Au-NPs/GCE),用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)和交流阻抗法(EIS)测试了邻苯二酚(CA)及对苯二酚(HQ)在此电极上的电化学行为。在pH=7.4条件下,HQ和CA的氧化峰电流在浓度为0.4~20μmol/L时与浓度呈线性关系,检出限分别为0.039和0.040μmol/L。

生物质炭材料:构建电化学传感器的理想修饰材料

电化学传感器因具有灵敏度高、检出限低、响应性快等优点而在分析检测领域扮演着重要的角色。然而,传统的电极存在导电性差、响应信号弱、稳定性差等缺点,从而限制了电化学传感器的广泛应用。为解决这些问题,修饰材料被科研工作者们用于对电极进行改性处理以提高其性能。目前报道较多的修饰材料有石墨烯、碳纳米管、金属有机框架、导电聚合物等,但是这些材料存在制备过程繁琐、成本较高等问题或者导电性差、活性位点少等缺陷。与这些材料相比,生物质炭材料具有原料可再生、来源广泛、制备过程简便且导电性较好等优点,还能实现循环利用,符合当前绿色化学的理念。因此,生物质炭材料是一类极具潜力的、适用于构建电化学传感器的修饰材料。本文根据生物质炭材料的原料来源将其分为植物基、动物基和微生物基炭材料,并归纳了物理活化热解法、化学活化热解法、水热炭化法及熔融盐炭化法等几种常见的制备方法;然后分析了影响以生物质炭材料构建的电化学传感器性能的几个因素,其中生物质炭材料的孔道结构和电导率对电化学传感器性能的影响最大;最后介绍了以生物质炭材料构建的电化学传感器在化学检测和生物检测方面的应用现状,并对生物质炭材料在今后被用于电化学传感领域时需解决的问题进行了概括。

基于Cu-金属有机骨架/石墨烯复合材料构建的对苯二酚和邻苯二酚电化学传感器

以Cu(NO3)2·3H2O和1,3,5-苯三甲酸为原料,通过室温合成法,制备了Cu-金属有机骨架(Cu-MOF)材料,并将其负载在石墨烯(GN)上,制备出Cu-MOF/GN复合材料,将复合材料修饰在玻碳电极(GCE)上,制得Cu-MOF/GN/GCE。通过扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和氮气吸附-脱附对Cu-MOF/GN的结构和形貌进行了表征和测试。结果表明,Cu-MOF较好的负载在GN上,并保留了其晶形结构。相比于Cu-MOF,Cu-MOF/GN的比表面积得到了较大的提高,由75.114 m^2/g提高至254.606 m^2/g。当Cu-MOF和GN的质量比为1∶2时,Cu-MOF/GN/GCE表现出最佳的电化学性能。在磷酸盐缓冲液(PBS,pH=7.0)中,对对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CA)在Cu-MOF/GN/GCE上的电化学行为进行了研究。结果表明,Cu-MOF/GN/GCE对HQ和CA的电化学检测表现出良好的稳定性,相对标准偏差(RSD)分别为1.6%和3.2%。当HQ和CA的浓度在2~50μmol/L范围内时,响应电流值与其浓度呈现良好的线性关系,线性相关系数分别为0.9969和0.9981,检测限分别为0.49μmol/L和0.53μmol/L。将该电化学传感器应用于自来水样品中的HQ和CA检测,得到的加标回收范围为97.2%~100.8%,表明制备的Cu-MOFs/GN/GCE可用于实际水样中HQ和CA同时测定。