類水滑石納米片@ZIF-67復(fù)合材料修飾電極材料及其優(yōu)點(diǎn)介紹

沸石咪唑骨架(ZIF)是金屬有機(jī)框架(MOFs)的一種，與其它大多數(shù)MOFs相比，具有易于合成、熱穩(wěn)定性、和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，在氣體儲(chǔ)存、分離、化學(xué)傳感和催化等方面顯示出巨大的潛力。但是ZIF容易聚集成大塊而導(dǎo)致失去孔狀結(jié)構(gòu)，大大降低了其電化學(xué)催化性能。如果選擇合適的模板作為支架和導(dǎo)向劑采用外延式制備ZIF，則能避免ZIF聚集，保證其優(yōu)良的電化學(xué)催化性能。  

類水滑石(LDH)是一類二維層狀納米材料，因其片層攜帶正電荷，近年來被用于固定帶負(fù)電荷的生物分子制備相應(yīng)的納米雜化物。另外，相比于其他無機(jī)基體，LDH擁有多功能的物理和化學(xué)性能，例如豐富的化學(xué)成分，可調(diào)的結(jié)構(gòu)特性以及制備變量，這些固有的**性能使得LDH成為一種**的主體結(jié)構(gòu)來固定分子。大量基于LDH的電化學(xué)傳感器已經(jīng)研究，表現(xiàn)出了**的靈敏度以及低的米氏常數(shù)。為了提高LDH的電化學(xué)催化性能，我們將其剝離成類水滑石納米片(LDHNS)，因而提高了其比表面積，充分暴露了其催化位點(diǎn)，提高了其電化學(xué)催化性能。但剝離狀態(tài)的LDHNS在水介質(zhì)中很容易聚集恢復(fù)成LDH大塊的狀態(tài)，只能以膠體溶液的形式使用，大大限制了LDH的在電化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。

為了解決以上材料單獨(dú)使用時(shí)存在的缺陷，我們通過在CoAl-LDHNS上原位生長(zhǎng)ZIF-67，制備Co-Al ELDH@ZIF-67納米復(fù)合物，采用該復(fù)合物對(duì)GCE進(jìn)行修飾，充分發(fā)揮CoAl-LDHNS和ZIF-67作為修飾電極材料的協(xié)同作用

本實(shí)驗(yàn)的目的之一是提供一種類水滑石納米片@ZIF-67復(fù)合材料修飾電極，即在甲酰胺中剝離后的類水滑石納米片上原位生長(zhǎng)ZIF-67制備所述CoAl-LDHNS@ZIF-67，并以該復(fù)合物制備相應(yīng)的修飾電極。  本實(shí)驗(yàn)的目的之二是提供一種類水滑石納米片@ZIF-67復(fù)合材料修飾電極的制備方法，其特征在于包括以下具體步驟：

  (a)CoAl-LDHNS的制備  將二價(jià)金屬鹽Co(NO3)2·6H2O和三價(jià)金屬鹽Al(NO3)3·9H2O按一定的摩爾比溶于一定體積的甲酰胺中，總金屬離子濃度為0.03mol/L，再用適量0.1mol/L NaOH溶液滴定，將溶液的pH調(diào)節(jié)至8.5，將得到的CoAl-LDHNS膠體溶液離心洗滌后得CoAl-LDHNS，備用；

 (b)CoAl-LDHNS@ZIF-67的制備  稱取1.83g步驟(a)中所得CoAl-LDHNS，置于盛有一定體積甲酰胺的燒杯中，超聲4h得分散液A，再稱取0.75g的二甲基咪唑溶于相同體積的甲酰胺中得溶液B，在攪拌條件下，將溶液B按一定的速度勻速滴入上述分散液A中，反應(yīng)液在50℃水浴條件下反應(yīng)24h，再室溫老化24h，5000rpm離心10min后，用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在60℃干燥過夜，得CoAl-LDHNS@ZIF-67復(fù)合材料；

  (c)CoAl-LDHNS@ZIF-67復(fù)合材料修飾GCE的制備  將基底電極打磨拋光成鏡面，再用超純水超聲清洗，室溫自然干燥后得處理好的GCE；將步驟(b)制備得到的CoAl-LDHNS@ZIF-67復(fù)合材料超聲分散于去離子水中，制備濃度為1mg/mL的分散液，取2～20μL該分散液滴涂在步驟(c)中處理好的GCE表面，室溫自然干燥后即得CoAl-LDHNS@ZIF-67復(fù)合膜修飾GCE；

本實(shí)驗(yàn)的之三是提供一種類水滑石納米片@ZIF-67復(fù)合材料修飾電極在檢測(cè)萘酚異構(gòu)體的應(yīng)用。

檢測(cè)方法為：

(a)以0.1mol/L pH 8.0的磷酸鹽緩沖液為支持電解質(zhì)，將含有不同量的α-萘酚和β-萘酚單一或二者混合的電解質(zhì)溶液加入電解池中，以修飾電極為工作電極，用差分脈沖伏安法檢測(cè)，分別得到α-萘酚和β-萘酚的氧化峰電流與其濃度的線性回歸方程，

(b)采用同樣方法測(cè)定待測(cè)樣品中α-萘酚和β-萘酚的氧化峰電流，代入線性回歸方程，即得待測(cè)樣品中α-萘酚和β-萘酚的含量。

本實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：  

(a)本**所述的類水滑石納米片@ZIF-67復(fù)合材料是直接在甲酰胺中剝離后的類水滑石納米片上原位生長(zhǎng)ZIF-67制備得到，避免了LDH的剝離等繁瑣步驟，制備方法簡(jiǎn)單；

  (b)所述類水滑石納米片@ZIF-67復(fù)合材料修飾電極在電催化α-萘酚和β-萘酚方面發(fā)揮了CoAl-LDHNS和ZIF-67的協(xié)同效應(yīng)：ZIF-67阻止了LDHNS的聚集，增加了復(fù)合材料的活性位點(diǎn)和比表面積，其多孔結(jié)構(gòu)提高了修飾電極對(duì)被檢測(cè)物的吸附和捕獲能力； 

 (c)所述類水滑石納米片@ZIF-67復(fù)合材料修飾電極在對(duì)α-萘酚和β-萘酚的同時(shí)檢測(cè)方面獲得了較寬的線性范圍(3×10-7～1.5×10-4mol/L)和較低的檢測(cè)限(α-萘酚62nmol/L，β-萘酚94nmol/L)，且兩者的氧化峰明顯分開，因此可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)萘酚異構(gòu)體的同時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)方法穩(wěn)定性好，靈敏度高。

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