石墨烯MOFs复合材料在高性能电化学传感上的应用

微晶科技 2019-07-04

复合材料电化学石墨

690 字丨阅读本文需 2 分钟

石墨烯/MOFs复合材料可应用在高性能电化学传感上,这是一次技术的进步体现。

由于金属有机框架(MOFs)有着大比表面积、可调控的孔结构、高孔隙率等独特的结构特性,让其在电化学传感领域表现出非凡的应用潜能。

近几年,随着科研人员将金属有机框架与其它材料复合,比如金属纳米颗粒、多孔碳、碳纳米管等,这一方法被证实是能改善电化学性能的有效途径。石墨烯/MOFs复合物所具备的协同效应引起科研人员的关注。从资料所知,目前石墨烯/MOFs复合物多采用化学剥离法制备的还原氧化物作为基底材料,存在很多的缺陷,如大量的有毒化学试剂、制备环境危险、操作繁琐等。

在这种背景之下,国内两所高校联合研发一种球磨法制备石墨烯/MOFs复合物的方法。这种方法相比化学剥离法制备石墨烯更为简单方便。另外,科研团队大量的研究证实,利用物理剥离法制备的石墨烯具备更为优异的电化学传感性能。

在此次研究过程中,科研人员通过球磨法获得高品质的石墨烯纳米片(GS),在石墨烯纳米片的支持下,铜离子吸附在GS表面来作为MOFs的成核位点。接着,加入配体均苯三酸(H3BTC),使纳米级Cu-BTC颗粒均匀负载在GS表面,从而获取Cu-BTC@GS复合物。研究发现,与GS相比,Cu-BTC@GS复合物具有更大的比表面积,更高的孔隙率以及更强的电子转移能力。此外,Cu-BTC@GS复合物对生物小分子及酚类污染物的吸附能力和反应活性显著提高,获得更高的响应信号和灵敏性。

科研人员基于GS与原位生长的Cu-BTC纳米粒子之间的显著协同效应,构建了高灵敏的电化学传感平台,并成功应用在多种实际样品的检测,如血浆、电子小票、环境污水等方面。石墨烯/MOFs复合材料的设计和构建为广大科研人员提供新的思路,也助力高性能电化学传感体系的开发。

创新是民族进步的灵魂,科技是民族振兴的基石。科研人员一次次的技术突破,是人类的一大进步。感谢辛勤付出的科研人员,把一次次的动手操作,一次一次的实验观察,一次一次的发现总结,都记录在探索征程中!


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