Control Assembly of Pillar[6]arene-Modified Ag Nanoparticles on Covalent Organic Framework Surface for Enhanced Sensing Performance toward Paraquat

纳米颗粒 电化学 共价有机骨架 电催化剂 检出限 材料科学 超分子化学 共价键 化学 复合数 电极 纳米技术 化学工程 组合化学 有机化学 分子 工程类 复合材料 色谱法 物理化学
作者
Xiaoping Tan,Zhong Zhang,Tuan‐Wu Cao,Wenjie Zeng,Ting Huang,Genfu Zhao
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:7 (24): 20051-20059 被引量:56
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.9b05804
摘要

In this study, a class of supramolecular host water-soluble pillar[6]arene (WP6)-modified Ag nanoparticle (WP6@Ag)-functionalized two-dimensional (2D) covalent organic framework (COF) composite is researched for the first time. The obtained 2D heterogeneous hybrid material (WP6@Ag@COF) has excellent electrocatalytic activity and high recognition capability for electrochemical detection of paraquat (PQ). Consequently, a rapid, ultrasensitive, and highly selective electrochemical sensing platform for the determination of PQ is fabricated. The WP6@Ag can be easily prepared by reducing AgNO3 in the presence of WP6. The functionalized WP6@Ag@COF composite can be obtained by the assembly of WP6@Ag onto the surface of COF, where the WP6@Ag serves as a host and electrocatalyst to recognize PQ and enhance the response signal, COF acts as a prominent 2D material for constructing an electrochemical sensing platform, respectively. The electrode, best operated at a working potential of −0.95 to −0.4 V (vs Hg/Hg2Cl2), works in the concentration range of 0.01–50 μM PQ and has a 0.014 μM detection limit. The host–guest interactions are studied by 1H NMR and UV–vis absorption spectroscopies, implying more affinity and high binding constant (Ka) of 1.02 × 108 M–1 by hydrophobic interactions and electrostatic interactions between WP6 and PQ. As a result, this research might offer a prospective strategy for the preparation of the macrocyclic host-modified metal nanoparticle-functionalized 2D heterogeneous hybrid material for sensing, catalysis, and other fields.
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