界面调控IRMOF-MXene杂化材料增强主客体相互作用：电化学检测中可及官能团重要性的深入研究

本研究针对金属有机框架(MOFs)与导电基底Ti3 C2 Tx MXene复合时功能基团可及性降低的问题，通过对比原位合成与后合成策略，揭示了游离–NH2 基团对多巴胺(DA)电化学检测的关键作用。研究证实后合成杂化材料具有263.8 μA mM?1 cm?2 的高灵敏度和56.4 nM的低检测限，为优化主客体相互作用提供了新思路。

　　

研究背景与意义
电化学传感领域长期面临选择性识别与信号放大的平衡难题。金属有机框架(MOFs)因其可定制的孔隙结构和功能基团成为理想解决方案，但传统MOFs导电性差制约其性能。近年来，将MOFs与二维导电材料MXene复合的策略备受关注，然而复合过程中功能基团的不可逆占用问题长期被忽视。这项由SRM大学-安得拉邦分校团队发表在《Materials Research Bulletin》的研究，首次系统揭示了合成策略对IRMOF 3-MXene杂化材料中氨基可及性的影响机制。

关键技术方法
研究采用对比实验设计：(1)通过溶剂热法合成氨基功能化IRMOF 3；(2)采用HF蚀刻法制备少层Ti₃
C₂
T_x
MXene；(3)分别通过原位合成和后合成策略构建杂化材料；(4)结合SEM/TEM形貌表征、XPS化学状态分析和电化学工作站测试；(5)基于密度泛函理论(DFT)计算吸附能。

研究结果
材料表征
SEM显示IRMOF 3呈现由π-π堆积作用形成的花状形貌（非典型立方结构）。XPS证实原位合成杂化体(SQA/SQB)中–NH₂
与Ti³⁺
配位，而后合成样品保留游离氨基。

电化学性能
后合成杂化材料对DA的灵敏度达263.8 μA mM^?1
cm^?2
，较原位样品提升1.12倍协同指数。界面肖特基势垒调控电荷转移，DFT计算显示游离–NH₂
的吸附能降低0.38 eV。

结论与展望
该研究阐明材料界面化学对功能基团可及性的决定性影响：后合成策略保留的游离–NH₂
既能预富集DA分子，又通过MXene实现高效电子转移。理论计算与实验的相互验证为理性设计功能化杂化材料提供了范式，其建立的"可及官能团-传感性能"构效关系可拓展至其他生物分子检测体系。