[發明專利]鈷鋁類水滑石納米片@ZIF-67修飾電極及其制備方法和檢測萘酚應用

有效

• 申請號: 202010763680.8
• 申請日: 2020-08-01
• 公開（公告）號: CN111796011B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 詹天榮;臧昊;王閏夏;曹瑋;解萬翠;王磊
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/48;C01G51/00;B82Y15/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

本發明公開了一種鈷鋁類水滑石納米片@ZIF?67修飾電極及其凝膠自然擴散滲透制備方法和同時檢測萘酚異構體的應用。即先將在甲酰胺和水的混合溶劑中制備超薄類水滑石納米片加入瓊脂溶膠中，加入試管凝固后，再將2?甲基咪唑溶液加入到凝膠試管的上部，采用自然擴散滲透法制備鈷鋁類水滑石納米片@ZIF?67復合物，以該復合物制備的修飾玻碳電極發揮了類水滑石納米片和ZIF?67的協同作用，實現了對萘酚異構體的高靈敏同時檢測，其中α?萘酚檢測的線性范圍為0.2～120μmol/L，檢測限為54nmol/L；β?萘酚檢測的線性范圍為0.2～120μmol/L，檢測限為82nmol/L。本發明的修飾電極制備方法簡單，條件易于控制，檢測的線性范圍寬，檢測限低，檢測方法的穩定性好，靈敏度高。

技術領域：

本發明涉及一種鈷鋁類水滑石納米片@ZIF-67修飾電極，還涉及凝膠自然擴散滲透法(晶體分層生長法)制備鈷鋁類水滑石納米片@ZIF-67的方法，以及所述修飾電極的制備方法及其在電化學傳感檢測方面的應用。

背景技術：

α-萘酚(1-NAP)和β-萘酚(2-NAP)是用于制造各種化工產品，特別是染料和農藥的重要前體，同時，它們也是常見的環境污染物，毒性高，腐蝕性強。萘酚可以很容易地通過人體皮膚吸收，然后對血液循環、腎臟和角膜造成嚴重損害，甚至導致癌癥。由于它們的化學結構和物理化學性質相似，這些異構體往往共存于同一環境或產品中。因此，迫切需要開發簡單、快速的常規方法來檢測1-NAP和2-NAP，以促進公共衛生和環境保護。到目前為止，已經建立了各種檢測1-NAP和2-NAP的方法，如熒光光譜、石英晶體微天平(QCM)、氣相色譜-質譜、和高效液相色譜法。雖然這些傳統技術具有良好的檢測性能，但它們存在一些缺點，包括需要昂貴的儀器和復雜的專業操作，而且程序耗時。此外，他們中的大多數都強烈要求高技能的專業人員對復雜樣本進行預處理。隨著檢測技術的發展，電化學方法具有時間短、操作簡單、成本低、檢測限低(LOD)等優點，被認為是最有前途的方法之一，為酚類污染物的檢測提供了選擇。但由于萘酚異構體在商用裸電極上的氧化峰電位相近，難以實現萘酚異構體的同時檢測，因此找尋一種適合納米復合物作為電極修飾材料是提高其靈敏度和穩定性的有效方法。

金屬-有機骨架(MOFs)是由無機金屬中心和有機連接體構建的一類有序多孔材料，具有高比面積、結構和孔隙率可調的獨特性能，在氣體儲存/分離、儲能轉化、藥物傳遞、電極材料和催化等領域得到了廣泛的應用。沸石咪唑骨架(ZIFs)作為MOFs的一個分支，具有MOFs的可調諧孔徑和可調功能基團等優點，具有較好的穩定性。但是ZIF容易聚集成大塊而導致失去孔狀結構，大大降低了其電化學催化性能。選擇合適的模板作為支架和導向劑采用外延式制備ZIF，則能避免ZIF聚集，保證其優良的電化學催化性能。

過渡金屬化合物的二維(2D)納米結構具有各向異性形貌、高柔韌性和大比表面積等多種優點，使其在電催化活性和耐久性方面比零維催化劑更有效。但它們存在一些缺點，如電導率低、活性中心差和自由載流子密度差。近年來，人們越來越重視在納米尺度上精確控制過渡金屬化合物來調節其表面結構和組成，從而提高其電催化性能，探索其新的功能。類水滑石(LDH)材料剝離成原子厚的單層納米片(LDHNS)引起了廣泛關注，它們作為基礎材料在制造各種納米結構材料(包括聚合物納米復合材料，自支撐薄膜和水凝膠)得到了廣泛應用。由于簡單方便，采用自下而上的方法直接合成LDH單層納米片受到了廣泛關注，即把前體(金屬鹽和氫氧化物)轉化為直接由化學物質控制的LDH單層納米片。但LDHNS薄片在水介質中很容易聚集恢復成LDH大塊的狀態，通常與其它二維材料復合使用。