Electrochemical Sensing Based on Metal–Organic Frameworks-Derived Carbon/Molybdenum Disulfide Composites with Superstructure and Synergistic Catalysis

材料科学 二硫化钼 金属有机骨架 纳米复合材料 电化学 电化学气体传感器 化学工程 催化作用 上部结构 碳纤维 纳米技术 电极 复合材料 有机化学 复合数 化学 海洋学 吸附 物理化学 地质学 工程类
作者
Qiufen Luo,Lingjun Guo,Hongfang Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (44): 52021-52028
标识
DOI:10.1021/acsami.3c13740
摘要

Metal–organic frameworks (MOFs)-derived nanocomposite has attracted extensive attention due to its tunable nanoscale cavities and high chemical tailorability. Herein, with the aim of developing a sensitive electrochemical sensor for p-nitrophenol, a novel MOFs-derived nanocomposite was prepared by the solvothermal method using Zr-MOFs, thiourea, and sodium molybdate as raw materials. By controlling the growth mode and reaction time, the nanohybrids displayed a superstructure composed of MOFs-derived carbon (MOFs-C) and MoS2. Scanning electron microscopy images indicated that MOFs-C/MoS2 was a flower-like porous sphere. Transmission electron microscopic images showed that the MOFs-C/MoS2 had a unique arrow target-like structure. The porous structure held great promise for the fast mass transfer into the material, while the layer-by-layer distributed carbon and MoS2 provided a great structure for the synergistic catalysis. The electrochemical oxidation of (hydroxyamino)phenol to nitrosophenol, which is an important process for the electrochemical behavior of p-nitrophenol, can be selectively catalyzed by the MOFs-C/MoS2. Therefore, the electrochemical sensor based on the MOFs-C/MoS2 material exhibited excellent analytical performance in the determination of p-nitrophenol. Using the technique of square wave voltammetry, the peak current varied quantitatively with the presence of p-nitrophenol in the wide concentration range of 0.5–500 μM. Furthermore, the electrochemical sensor exhibited good practicability in real sample analysis.
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