基于ZIF-8/Au@f-CNF增敏型双酚A电化学传感器的构建及性能研究

摘要

目的设计制备了金属有机框架沸石咪唑酸盐骨架-8(zeolitic imidazolate framework-8,ZIF-8)掺杂、负载金纳米粒子的碳纳米纤维复合材料(ZIF-8-doped gold nanoparticles-loaded carbon nanofibers,ZIF-8/Au@f-CNF),用于玻碳电极(glassy carbon electrode,GCE)表面功能化修饰,以构建食品中双酚A污染物的增敏型电化学传感器,并探索对双酚A的增敏检测机制。方法将利用室温溶剂法制备的ZIF-8与原位还原法制备的负载金纳米粒子的碳纳米纤维(gold nanoparticles-loaded carbon nanofibers,Au@f-CNF)超声混合,滴注在GCE电极表面,构建ZIF-8/Au@f-CNF电化学传感器。运用X-射线光电子能谱仪和透射电子显微镜、循环伏安法和电化学阻抗法对材料表面形貌和电化学性能进行表征,考察了扫描速度和pH等参数对双酚A电化学传感行为的影响。结果ZIF-8/Au@f-CNF复合材料显示较为均匀的掺杂状态,经ZIF-8/Au@f-CN修饰后的GCE电极(ZIF-8/Au@f-CNF/GCE)电活性面积明显提升,是未经修饰裸GCE面积的1.62倍,对双酚A的氧化峰电流峰值显著提升至原来的2.18倍。结论将ZIF-8的多孔特性和Au@f-CNF的电催化性能相结合,赋予ZIF-8/Au@f-CNF/GCE对目标物良好的吸附性能和电化学反应活性,基于纳米材料的协同效应可实现对双酚A的增敏传感检测,该研究为新型复合材料的开发及增敏传感器构建提供了研究思路和方法借鉴。