[0044] 下面结合实施例和说明书附图对本发明进行详细说明。
[0045] 实施例1
[0046] 一种锆基金属有机框架复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0047] S1:称取21mg氯化锆(ZrCl4)溶解在3mL N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)中,超声溶解20‑30分钟;
[0048] S2:称取43.4mg 2‑氨基‑对苯二甲酸(NH2‑H2BDC)溶解在1mL N,N‑二甲基甲酰胺中,超声溶解8‑10分钟;
[0049] S3:将S1步骤和S2步骤获得的溶液进行混合并逐滴加入2.5mL冰醋酸,搅拌20‑30分钟,使混合均匀;
[0050] S4:将含有氯化锆,2‑氨基‑对苯二甲酸,冰醋酸的混合液加入到20mL的反应釜中,然后将高压反应釜加热120℃保持24h,待反应釜冷却至室温,产物用N,N‑二甲基甲酰胺,乙醇分别各清洗三次,然后在真空干燥箱中80℃下干燥12小时,得到UiO‑66‑NH2材料。其SEM和TEM图如图2a和3a所示,从图中可以看出UiO‑66‑NH2呈规则的八面体结构,粒径大约100nm且大小均一。
[0051] S5:称取20mg UiO‑66‑NH2和2mg三(2,2'‑联吡啶)二氯化钌溶于10mL N,N‑二甲基甲酰胺,将混合液在90℃下搅拌12小时,然后将获得的产物经离心后分别用N,N‑二甲基甲酰胺,乙醇各清洗三次,然后在真空干燥箱中80℃下干燥12小时,即可得到含有信号分子的Ru‑UiO‑66‑NH2材料。其SEM和TEM图如图2b和3b所示,从图中可以看出Ru‑UiO‑66‑NH2呈八面体结构,说明三(2,2'‑联吡啶)二氯化钌对UiO‑66‑NH2结构几乎没有影响;
[0052] S6:称取15mg Ru‑UiO‑66‑NH2溶于9.5mL去离子水中,然后加入0.5mL0.02M单宁酸溶液剧烈搅拌20秒,所获得的产物经过去离子水清洗、离心,得到黑红色产物;
[0053] S7:将黑红色产物再次溶解于9.5mL去离子水中,然后在混合液中加入0.5M碳酸钾溶液调节PH值到7.5,最后加入0.5mL0.2M硝酸银溶液在室温下混合搅拌1小时,然后获得的黑色产物离心后分别用N,N‑二甲基甲酰胺,乙醇各清洗三次,并且在真空干燥箱中80℃下干燥12小时,即可得到AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料。其SEM和TEM图如图2c和3c所示,从图中可以看出银纳米粒子的粒径大约10nm,均匀分布于Ru‑UiO‑66‑NH2,对Ru‑UiO‑66‑NH2的结构几乎没有影响,其EDS和XRD分别如图4和图5所示,EDS和XRD也证明了AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料的合成。
[0054] 实施例2
[0055] 一种基于锆基金属有机框架复合材料检测过氧化氢(H2O2)修饰电极的制备,包括以下步骤:
[0056] S1:称取2mg AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料溶于100μL磷酸盐缓冲液PBS(0.1M,PH=7.5),超声8‑10分钟使混合均匀,得到含有AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料的缓冲溶液;
[0057] S2:取10μL含有AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料的缓冲溶液滴加在抛光的玻碳电极上,自然晾干后,在其表面滴加5μLnafion溶液(5%)用于固定材料,即可得到基于锆基金属有机框架复合材料检测过氧化氢(H2O2)的修饰电极,然后将其放在4℃下避光备用。
[0058] 实施例3
[0059] 一种基于锆基金属有机框架复合材料检测过氧化氢(H2O2)的可行性应用,具体检测方法为:
[0060] S1:分别称取2mg AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2,2mg UiO‑66‑NH2和2mg Ru‑UiO‑66‑NH2材料溶于100μL磷酸盐缓冲液PBS(0.1M,PH=7.5),超声8‑10分钟使混合均匀,各得到分别含有AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2,UiO‑66‑NH2和Ru‑UiO‑66‑NH2材料的缓冲溶液;
[0061] S2:分别取10μL含有AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2,UiO‑66‑NH2和Ru‑UiO‑66‑NH2材料的缓冲溶液滴加在抛光的玻碳电极上,自然晾干后,再分别在其表面滴加5μLnafion溶液(5%)用于固定材料,然后将分别获得的修饰电极放在4℃下避光备用。
[0062] S3:将步骤S2获得三种修饰玻碳电极分别浸入3mL含有10mM三丙胺(TPA)的0.1MPBS磷酸盐缓冲液中(PH=7.5),光电倍增管高压设置为600V,扫描电压范围是0V到
1.8V,在室温下进行电致化学发光检测。检测结果如图6,修饰UiO‑66‑NH2材料的玻碳电极没有光信号(曲线a),因为没有信号分子的加入,当加入信号分子三(2,2'‑联吡啶)二氯化钌时,修饰Ru‑UiO‑66‑NH2材料的玻碳电极展现了一个强的信号(曲线b),修饰AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料的玻碳电极的光信号(曲线c)与曲线b相比有所减弱,可能是因为银纳米粒子阻碍了信号分子三(2,2'‑联吡啶)二氯化钌与共反应剂三丙胺的充分接触。
[0063] S4:将修饰AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料的玻碳电极浸入3mL含有1500μM H2O2和10mM三丙胺(TPA)的0.1MPBS磷酸盐缓冲液中(PH=7.5),光电倍增管高压设置为600V,扫描电压范围是0V到1.8V,在室温下进行电致化学发光检测。检测结果如图6曲线d,因为银纳米粒子与过氧化氢反应生成银离子,而银离子对三(2,2'‑联吡啶)二氯化钌与三丙胺的反应具有催化促进作用,因此三(2,2'‑联吡啶)二氯化钌的信号得到增强。
[0064] 实施例4
[0065] 一种基于锆基金属有机框架复合材料检测过氧化氢(H2O2)的条件优化:
[0066] 根据实施例2中的方法制备AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料修饰玻碳电极,并将修饰电极浸入3mL含有200μM H2O2和10mM三丙胺(TPA)的0.1MPBS磷酸盐缓冲液中(PH=7.5),光电倍增管高压设置为600V,扫描电压范围是0V到1.8V,在室温下进行电致化学发光检测。然后改变PBS缓冲溶液的PH为6、6.5、7、、7.5、8、8.5和9,检测电致化学发光信号,结果如图7A,表明PBS缓冲溶液最佳PH值是7.5;
[0067] 根据实施例2制备AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料修饰玻碳电极,并将修饰电极浸入3mL含有200μM H2O2和10mM三丙胺(TPA)的0.1MPBS磷酸盐缓冲液中(PH=7.5),光电倍增管高压设置为600V,扫描电压范围是0V到1.8V,在室温下进行电致化学发光检测。改变三丙胺溶液浓度为2mM、4mM、6mM、8mM、10mM和12mM,检测电致化学发光信号,结果如图7B所示,从图中可以看出在三丙胺溶液浓度达到10mM时,体系的电致化学发光信号趋于稳定,因此选择三丙胺的浓度为10mM为最佳实验浓度。
[0068] 实施例5
[0069] 在实施例4中探索的最优实验条件下进行一种基于锆基金属有机框架复合材料检测过氧化氢(H2O2)的应用,具体检测方法为:
[0070] a、称取2mg AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料溶于100μL磷酸盐缓冲液PBS(0.1M,PH=7.5),超声8‑10分钟使混合均匀,得到含有AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料的缓冲溶液;
[0071] b、取10μL含有AgNPs@Ru‑UiO‑66‑NH2材料的缓冲溶液滴加在抛光的玻碳电极上,自然晾干后,在其表面滴加5μL5%的nafion溶液用于固定材料,然后将所获得的修饰电极放在4℃下避光备用;所述玻碳电极的抛光方法为:玻碳电极先依次用0.3和0.5mm的铝粉进行抛光处理,再依次放入体积比HNO3:H2O=1:1的溶液、乙醇溶液和超纯水中,进行超声波清洗,超声清洗的时间分别为3~5min;
[0072] c、以3mL含有不同浓度的过氧化氢和三丙胺的PBS缓冲溶液作为电解液,各组电解液中的过氧化氢浓度分别为:20μM,40μM,60μM,100μM,200μM,400μM,800μM和1500μM;各组电解液中的三丙胺浓度均为10mM;将步骤b得到的修饰玻碳电极浸入电解液中,光电倍增管高压设置为600V,扫描电压范围0V到1.8V,在室温下进行电致化学发光检测,分别得到各组电解液所对应的ECL信号强度,如图8A所示;
[0073] d、以电解液中的过氧化氢的浓度为横坐标,所对应的ECL信号强度最大值为纵坐2
标,构建线性关系曲线如图8B所示,得到线性方程I=1251.03+25.272C,其线性相关系数R为0.9949,其中I为ECL信号强度的最大值,C为电解液中的过氧化氢浓度;根据线性方程即可测试得到任意信号强度下对应的待测过氧化氢浓度。
[0074] 上述参照实施例对一种锆基金属有机框架复合材料及其制备方法和应用进行的详细描述,是说明性的而不是限定性的,可按照所限定范围列举出若干个实施例,因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改,应属本发明的保护范围之内。