基于三维链状结构修饰MOF电化学传感器实现三种二羟基苯异构体的同步超灵敏检测

本文开发了一种新型ZIF-67/KB-MWCNTs纳米复合材料修饰电极（GCE），通过金属有机框架（MOF）超大比表面积与三维（3D）链状结构碳材料的协同效应，实现了环境水体中氢醌（HQ）、邻苯二酚（CC）和间苯二酚（RS）的同步检测，检测限分别达0.015 μM、0.024 μM和0.198 μM。该传感器具有优异的选择性识别能力和抗干扰性，为酚类污染物监测提供了新策略。

　　

亮点

本研究首次将具有三维互联网络的KB-MWCNTs与ZIF-67复合，构建出同时识别三种二羟基苯异构体的电化学传感平台，其创新性体现在：

1）通过MOF的金属活性位点与碳材料的导电网络协同增强电催化活性

2）三维链状结构为电子转移提供"高速公路"

3）实现三种异构体氧化峰的完全分离（ΔE_HQ-CC>110 mV）

材料表征

扫描电镜（SEM）显示：ZIF-67呈现标准菱形十二面体结构（图1a），KB-MWCNTs形成蛛网般的三维网络（图1b），复合后ZIF-67纳米颗粒均匀嵌入碳骨架（图1c）。X射线光电子能谱（XPS）证实Co²⁺/Co³⁺氧化还原对的保留，氮吸附测试显示比表面积达986 m²/g，为污染物吸附提供丰富位点。

电化学性能

循环伏安（CV）曲线显示，修饰电极使HQ/CC/RS氧化峰电位差分别达112 mV和284 mV，差分脉冲伏安（DPV）响应电流提升4-7倍。电子转移电阻（R_et）从裸电极的328 Ω降至47 Ω，证实三维导电网络显著加速电子传输。

实际应用

该传感器在黄河水样检测中回收率达96.2-103.8%，抗干扰实验显示10倍浓度常见离子（Na⁺/Ca²⁺等）仅引起<4.7%信号波动。与HPLC方法比对误差<3.2%，满足环境监测要求。

结论

ZIF-67/KB-MWCNTs传感器如同"分子指纹识别器"，通过独特的3D导电网络和MOF分子筛效应，成功解决酚类异构体检测难题，为环境毒物监测提供新工具。