[发明专利]类水滑石纳米片@ZIF-67复合材料修饰电极及其制备方法和检测应用

说明书

本发明公开了一种类水滑石纳米片@ZIF‑67复合材料修饰电极及其制备方法和同时检测萘酚异构体的应用。即在甲酰胺中剥离后的类水滑石纳米片上原位生长ZIF‑67制备所述钴铝类水滑石纳米片@ZIF‑67复合物，并以该复合物制备相应的修饰玻碳电极，所得修饰电极发挥了类水滑石纳米片和ZIF‑67的协同作用，实现了对萘酚异构体的高灵敏同时检测，其中α‑萘酚检测的线性范围为3×10^‑7～1.5×10^‑4mol/L，检测限为62nmol/L；β‑萘酚检测的线性范围为3×10^‑7～1.5×10^‑4mol/L，检测限为94nmol/L。本发明的修饰电极制备方法简单，条件易于控制，检测的线性范围宽，检测限低，检测方法的稳定性好，灵敏度高。

技术领域：

本发明涉及一种在Co-Al ELDH上原位生长ZIF-67修饰电极；本发明还涉及所述修饰电极的制备方法及其在电化学传感检测方面的应用。

背景技术：

萘酚是当今社会中化工生产中一种重要的有机化工原料和染料中间体，在有机染料、有机颜料、农药和医药中都有大量应用。萘酚有2种同分异构体，即α-萘酚和β-萘酚。由于二者经常共存在环境体系中，并在低浓度下具有较高毒性，因此建立一种稳定性好、灵敏度高的检测方法尤为重要。目前，检测该类物质的方法主要有高效液相色谱法、气相色谱法、分光光度法、荧光法、电化学发光法等，然而这些方法由于存在操作条件复杂，费时，灵敏度低等缺点，从而限制了其在检测萘酚异构体的应用。电化学方法具有响应快速，灵敏度高，选择性好，成本低，操作简便、省时等优点，为两种异构体的检测提供了理想的选择，但由于两种异构体在商用裸电极上的氧化峰电位太接近，难以实现对两种异构体化合物的同时检测，因此找寻一种适合纳米复合物作为电极修饰材料是提高其灵敏度和稳定性的有效方法。

沸石咪唑骨架(ZIF)是金属有机框架(MOFs)的一种，与其它大多数MOFs相比，具有易于合成、热稳定性、和化学稳定性等优点，在气体储存、分离、化学传感和催化等方面显示出巨大的潜力。但是ZIF容易聚集成大块而导致失去孔状结构，大大降低了其电化学催化性能。如果选择合适的模板作为支架和导向剂采用外延式制备ZIF，则能避免ZIF聚集，保证其优良的电化学催化性能。

类水滑石(LDH)是一类二维层状纳米材料，因其片层携带正电荷，近年来被广泛用于固定带负电荷的生物分子制备相应的纳米杂化物。另外，相比于其他无机基体，LDH拥有多功能的物理和化学性能，例如丰富的化学成分，可调的结构特性以及制备变量，这些固有的优异性能使得LDH成为一种有效的主体结构来固定分子。大量基于LDH的电化学传感器已经研究，表现出了极高的灵敏度以及低的米氏常数。为了提高LDH的电化学催化性能，研究者将其剥离成类水滑石纳米片(LDHNS)，因而提高了其比表面积，充分暴露了其催化位点，提高了其电化学催化性能。但剥离状态的LDHNS在水介质中很容易聚集恢复成LDH大块的状态，只能以胶体溶液的形式使用，大大限制了LDH的在电化学领域的纵深发展。

为了解决以上材料单独使用时存在的缺陷，本发明拟通过在CoAl-LDHNS上原位生长ZIF-67，制备Co-Al ELDH@ZIF-67纳米复合物，采用该复合物对GCE进行修饰，充分发挥CoAl-LDHNS和ZIF-67作为修饰电极材料的协同作用，实现对萘酚异构体的同时检测，进一步拓宽二者的线性检测范围，进一步降低它们的检测限，以提高检测方法的稳定性和灵敏度。

发明内容：

针对现有技术的不足以及本领域研究和应用的需求，本发明的目的之一是提供一种类水滑石纳米片@ZIF-67复合材料修饰电极，即在甲酰胺中剥离后的类水滑石纳米片上原位生长ZIF-67制备所述CoAl-LDHNS@ZIF-67，并以该复合物制备相应的修饰电极。

本发明的目的之二是提供一种类水滑石纳米片@ZIF-67复合材料修饰电极的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：

(a)CoAl-LDHNS的制备