亚胺类COFs材料的合成及其在电化学传感中的应用

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zx20060522
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共价有机框架(Covalent Organic Frameworks,COFs)是由轻质元素(B,C,N,O,H)通过牢固的共价键连接而形成的一类新兴的多孔共价有机聚合物,具有高孔隙率,定义明确的孔径,有序通道结构,较大的比表面积,高稳定性和多维性等显著的特点,在化学传感,气体存储和分离,催化,光电器件,小分子吸附和药物传递等领域得到越来越广泛的应用。本论文针对性地选择含有四个官能团且具有大共轭π体系的芘结构单元,合成了几种新型的亚胺类COFs材料,并将其应用于电化学传感平台的构建,取得了较好的研究效果。芘构筑单元的引入有利于COFs的层层堆积,具有更大的比表面积和更好的导电性,从而提高传感器的灵敏度和选择性。论文主要包括以下三个方面的研究内容:(1)以1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘(TFPPy)和1,4-对苯二胺为反应单体,设计合成了一种由亚胺键连接的共价有机框架材料IL COF-1,然后将其与金纳米粒子(Au NPs)和氨基化的碳纳米管(MWCNT-NH2)复合,制备了一种用于同时检测多巴胺(DA)和尿酸(UA)的高灵敏高选择性电化学传感器。由于高比表面积的IL COF-1与高导电性的Au NPs和MWCNT-NH2的协同效应,构建的COF-NH2-MWCNT/Au NPs/GCE传感平台显示出了优异的电化学性能,可用于多巴胺注射液,人体尿样中DA和UA的同时快速测定,检测限(LOD)分别为0.21μM和0.29μM。(2)以1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘(TFPPy)和1,3,6,8-四(4-氨基苯基)芘(Py TTA)为单体,设计合成了一种全芘结构的共价有机框架材料TF-Py COF。在此基础上,成功制备了一种基于TF-Py COF,Au NPs和碳化的聚乙烯吡咯烷酮(3D NCNF-T)的复合修饰电极,并应用于市售对乙酰氨基酚药片和黄河水样中对乙酰氨基酚(ACOP)和对氨基苯酚(4-AP)的同时测定,线性范围分别为0.4~340μM和0.4~320μM,LOD分别为0.13μM和0.05μM。(3)选择TFPPy和2,6-二氨基吡啶作为单体,使用溶剂热法合成了一种新型的共价有机框架材料DP-Py COF。以其与Au NPs为修饰材料,构建了一种新型便捷的DP-Py COF/Au NPs/GCE电化学传感平台,并成功应用于复方扑热息痛胶囊和红茶样品中茶碱(TP)和咖啡因(CAF)的同时检测,线性范围分别为0.9~400μM和30~600μM,LOD分别为0.19μM和0.076μM。
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