【摘 要】
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随着人口的增加,农产品的需求急剧增加。为了保证农产品的产量,农药被广泛用于预防和控制作物相关疾病。然而,农药的不合理使用所引起的环境污染和食品安全问题已成为社会的热点问题。因此,建立高效、快速,灵敏的农药残留检测方法对于保障人民健康具有重要社会意义。电化学分析方法由于其操作简单,响应迅速,灵敏度高等优点,被广泛应用于分析检测领域。金属有机骨架(MOFs)是一类由金属离子或团簇与有机配体配位组装而成
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随着人口的增加,农产品的需求急剧增加。为了保证农产品的产量,农药被广泛用于预防和控制作物相关疾病。然而,农药的不合理使用所引起的环境污染和食品安全问题已成为社会的热点问题。因此,建立高效、快速,灵敏的农药残留检测方法对于保障人民健康具有重要社会意义。电化学分析方法由于其操作简单,响应迅速,灵敏度高等优点,被广泛应用于分析检测领域。金属有机骨架(MOFs)是一类由金属离子或团簇与有机配体配位组装而成新型多孔晶体材料,具有大比表面积、多孔、结构可控、易于功能化等特点,是构建电化学传感平台的理想材料。然而,MOFs固有的较差的导电性和稳定性,限制了其在传感领域的应用。将MOFs与导电性材料结合可以解决MOFs的这些缺陷,并通过结构设计,可以进一步提高其稳定性和催化性能。本论文通过制备MOFs基复合材料,以其作为电化学传感平台,用于环境水样和农产品中的农药残留检测研究。具体内容如下:(1)基于核壳结构的沸石咪唑酯骨架-8@PEDOT:PSS(ZIF-8@PEDOT:PSS)复合材料构建传感平台,并将其用于二氯酚(Dcp)的电化学检测研究。ZIF-8@PEDOT:PSS通过简易的超声混合法合成,在制备过程中,PEDOT:PSS在ZIF-8表面形成致密均匀的薄膜。封装结构赋予了ZIF-8@PEDOT:PSS复合材料优异的导电性、稳定性和高电催化活性。由于材料组分之间的协同增强效应,ZIF-8@PEDOT:PSS电极对Dcp测定具有良好的电催化性能,对Dcp检测的线性范围为0.03-10.0μmol/L,检测下限为0.01μmol/L。此外,该传感器可应用于湖水样品中Dcp的检测。(2)基于叶片状多壁碳纳米管/沸石咪唑酯骨架-L(MWCNTs/ZIF-L)复合材料构建传感平台,并将其用于噻菌灵(TBZ)的电化学检测研究。采用溶剂法制备了MWCNTs修饰的二维叶片状ZIF-L。2D ZIF-L具有高比表面积、大孔容和丰富的活性中心,对TBZ分子具有很强的富集能力。而分散在ZIF-L表面的MWCNTs能显著增强复合材料的电子传输能力,提高TBZ氧化的电催化活性。基于材料组分之间的协同效应,该传感器对TBZ检测的线性范围为0.02-20.0(?)mol/L,检测下限为6.0 nmol/L。此外,该方法也用于苹果和柑橘样品中TBZ的检测。(3)基于银耳状Co-MOFs/碳纳米角(Co-MOFs/CNH)复合材料构建传感平台,并将其用于多菌灵(CBZ)的电化学检测研究。采用一步法电化学共沉积技术制备了银耳状Co-MOFs/CNHs复合薄膜。交叉结构的Co-MOFs片具有高比表面积、大量孔隙和丰富的活性中心,对CBZ具有很强的富集能力。同时,CNHs修饰的Co-MOFs薄膜具有优异的电催化性能和电子导电性,可以促进对吸附的CBZ分子的电氧化过程。基于这些特性,CBZ的电化学信号在Co-MOFs/CNHs电极上得到放大,线性范围为0.5 nmol/L-20.0(?)mol/L,检测下限为0.2 nmol/L。此外,该传感器还可用于草莓和白菜中CBZ的检测,回收率为97.25%-103.5%。
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