关键词：
卟啉及其衍生物
COFs
氧化石墨烯
碳纳米管
电化学传感器
摘要：
共价有机框架（COFs）材料,由于具有良好的结晶度、周期性网状结构、大比表面积、高热稳定性、低密度等显著的特点,在气体的储存与分离、光电、超级电容器、荧光、催化、药物传递等多个领域都有广泛的应用。但是,COFs材料在电分析化学中的应用才刚刚起步。本论文选择具有大π电子共轭平面结构,独特光电性能、良好热稳定性的卟啉及其衍生物作为基本结构单元之一,合成了四种新型的卟啉类COFs材料,利用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变化红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线粉末衍射（PXRD）、N2吸脱附实验等对其结构进行了表征。由于卟啉单体的结构特点,制备的COFs材料具有良好的导电性和电催化活性,以它们作为电极修饰材料,制备的电化学传感器显示出优异的电化学性能。本论文主要包括以下几个方面的研究内容:1、设计合成了以金属锌卟啉为结构单体的ZnP-COF材料,并通过结合ZnP-COF和氧化石墨烯（GO）的优异性能,构建了一种能够同时检测邻苯二酚（CC）和对苯二酚（HQ）的新型电化学传感器。利用微分脉冲伏安法（DPV）和循环伏安法（CV）对CC和HQ在ZnP-COF/GO/GCE上的电化学行为进行了测试,结果表明,ZnP-COF/GO/GCE修饰电极能够灵敏地同时检测CC和HQ。在实验优化条件下,CC和HQ的氧化峰电流与其浓度分别在4～100μmol/L、100～140μmol/L和0.85～100μmol/L、100～140μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限分别为1.24和0.38μmol/L（S/N=3）。并且ZnP-COF/GO/GCE修饰电极具有优良的稳定性、重现性和抗干扰性,在实际样品检测中也具有一定潜力。2、设计合成了以金属钴卟啉为结构单体的CoP-COF材料,并通过电聚合方法构建了一种同时能够检测对乙酰氨基酚（AC）和对氨基苯酚（AP）的新型电化学传感器。实验表明,CoP-COF/GO/GCE修饰电极对AC和AP的氧化还原反应有显著的电催化作用,检测限可分别达到0.06μmol/L和0.18μmol/L（S/N=3）低于其它化学修饰电极。而且修饰稳定性高,选择性好,可用于实际样品分析。3、设计合成了以四氨基苯基卟啉为结构单体的PI-COF 201,并与酰氯化的碳纳米管（MWCNTs-COCl）共同构建了能够同时检测鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）和对乙酰氨基酚（AC）的新型电化学传感器。该修饰电极对A、G和AC具有较好的催化和分离效果,分别在6.0～100、4.0～60和0.8～100μmol/L范围内,A、G和AC的氧化峰电流与浓度呈现良好的线性关系,检测限分别为4.23、1.75和0.48μmol/L（S/N=3）。4、设计合成了以四氨基苯基卟啉为结构单体的PI-COF301,采用滴涂方法制备了PP-COF 301/MWCNTs-COCl/GCE修饰电极,采用循环伏安法（CV）和微分脉冲伏安法（DPV）考察了尿酸（Uc）和多巴胺（Da）在该修饰电极上的的电化学行为。结果表明,PP-COF 301/MWCNTs-COCl/GCE对Uc和Da具有良好的电催化作用。优化实验条件后,Uc和Da分别在0.9～88和2.8～146μmol/L的浓度范围内,氧化峰电流与浓度呈良好的线性关系,检测限分别为0.48和0.96μmol/L（S/N=3）。方法灵敏、快速、稳定,可用于实际样品分析。
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