摘要
金属有机框架(Metal-OrganicFrameworks，MOFs)是一种新型有机-无机多孔材料。参与合成的金属盐和有机配体，因其种类和反应条件的差异，使MOFs表现出了高的比表面积、可调节的孔径和裸露的活性位点等特征。MOFs在储能、催化、传感、磁性等各方面体现出潜在的应用价值。尤其在电化学传感领域，MOFs作为电化学传感材料的研究热点，引起人们的普遍关注。在早期研究报道中，MOFs多以模板剂与其他电活性材料掺杂制备传感器元件，起到协同作用。而本身具备电化学活性的MOFs作为传感元件主体的研究工作仍处于起步阶段。基于上述背景，本论文以过渡系金属离子Co(Ⅱ)、镧系金属离子Ho(Ⅲ)与多种含氮或含硫的羧酸类有机配体为反应物，着眼于开发一种本身具有电化学活性的MOFs材料。通过X-射线单晶衍射、热重分析、X-射线粉末衍射、透射电子显微镜、元素分析、原子力显微镜等技术手段对MOFs的结构及性质进行表征，并考察其电化学性质，应用于不同体系中芳胺及氨基酸等小分子的电化学传感研究。具体工作内容如下： 1.以Co2+为中心，2,5噻吩二甲酸(H2L)、2,2ˊ-联吡啶(bipy)为有机配体，合成了空间二维网状Co-MOF：{[Co2(L2-)2(bipy)](DMA)·2H2O}n（Co-1）。以Co-1为基底材料修饰在玻碳电极上制成Co-1/GCE复合材料。Co-1/GCE在磷酸缓冲溶液(pH=6.86)中实现了对2,4-二硝基苯胺和间二硝基苯的电化学检测。其中，对2,4-二硝基苯胺的识别电位为在-0.82V和-0.96V，检测限为0.161μM；对间二硝基苯的识别电位为-0.87V和-0.75V，检出限为0.286μM。通过干扰和灵敏度实验证实了该传感器具有优良的抗干扰能力和较高灵敏度，对环境科学领域芳胺及其衍生物的检测有一定的应用价值。 2.通过水热法首次合成了以Ho3+为配位中心，烟酸(HL)为有机配体的Ho-MOF(Ho-1)。直接被作为电活性基底材料，修饰在玻碳电极上制成Ho-1/GCE电化学传感器，在有机体系中应用于识别检测酒石酸同分异构体D-酒石酸与L-酒石酸，识别电位分别为0.65V和-0.778V，检出限分别为0.589μM和1.463μM。利用Ho-MOF实现了对手性酒石酸的检测与识别，在食品、纺织、农业等领域具有潜在应用价值。 3.以Co2+为构筑中心，烟酸(HL)为配位连接剂，合成了Co-MOF：{[Co2amp;nbsp;(μ2-O)](L-)4}n（Co-2）。作为基底材料修饰在玻碳电极上制成Co-2/GCE电化学传感器，实现了对客体小分子α-萘胺与β-萘胺同分异构体的识别，识别电位分别为0.82V和0.75V，检出限分别为1.025μM和0.875μM。Co-2/GCE在模拟的多种芳香干扰物体系中，仍然能够识别上述客体分子，具有良好的选择性和抗干扰能力。
NETL