ZIF-8/碳纳米管复合材料的制备及其用于4-氯苯酚电化学传感

2021-09-11刘建华夏志刚周贤钢许程鑫吴康兵

分析科学学报 2021年4期

刘建华，夏志刚，周贤钢，许程鑫，吴康兵*

(1.湖北新业烟草薄片开发有限公司，湖北武汉 430014 2.华中科技大学化学与化工学院，湖北武汉 430074)

ZIF-8是一种代表性的沸石咪唑类MOFs材料，由Zn与桥接配体咪唑中的N配位而成，表现出许多特异性能[13,14]。目前ZIF-8在电化学传感方面的应用已有报道[15,16]，但是将ZIF-8与CNTs复合用于电化学检测还极其少见。本文在室温条件下，通过原位生长的策略，简便地制备出一种ZIF-8与CNTs的异质材料(ZIF-8@CNTs)。在该材料中，颗粒状ZIF-8与线状CNTs相互缠绕，形成三维互联的独特纳米结构，为电化学传感提供大量活性位点。研究了高毒性环境污染物4-氯苯酚(4-CP)在不同材料表面的电化学氧化行为，发现ZIF-8@CNTs对4-CP的信号增强效应显著高于ZIF-8和CNTs，表明ZIF-8与CNTs的复合产生了协同增敏效应。以ZIF-8@CNTs为敏感材料，构建了一种高灵敏度的4-CP电化学传感平台，检出限(S/N=3)低至0.04 μmol/L。将该方法用于污水样品分析，测定结果与高效液相色谱(HPLC)法一致。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

分析纯的二水合乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)、2-甲基咪唑(MeIM)、聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP-K30)、4-氯苯酚(4-CP)、甲醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等试剂从国药集团化学试剂有限公司购买；纳米管(CNTs，直径60～100 nm，长度10～20 μm)从北京德科岛金科技有限公司购买；4-CP溶解在乙醇中配制成1.00 mmol/L的标准储备溶液(4 ℃保存)，使用时稀释到所需浓度。实验用水为18.2 MΩ·cm的超纯水。

电化学测量在CHI 660E电化学工作站上进行(上海辰华)，实验采用三电极系统：工作电极为玻碳电极(GCE)，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，辅助电极为Pt丝。