Abstract Since metal-organic frameworks (MOFs) have low electrical conductivity, the application of single MOFs as electrochemical sensor materials is very rare, and the construction of high-performance hydrogen peroxide (H2O2) sensors based on MOFs is still a difficult challenge. In this paper, a nickel-based MOF (Ni-MOF) material was synthesized using an ionic liquid as both solvent and ligand through an ionothermal method. The morphological and structural characterizations were studied by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis. Electrochemical sensing performance of the Ni-MOF modified glassy carbon electrode towards H2O2 was evaluated by cyclic voltammogram and chronoamperometry in an alkaline solution. The electrochemical H2O2 sensor was found to lead to a linear response from 0.5 μM to 2.0 mM with a detection limit of 0.18 μM. Moreover, the sensor also revealed good anti-interference ability and stability. To further assess the electrochemical properties, electrochemical activity of the Ni-MOF to oxidation of methanol was investigated by cyclic voltammetry. During the methanol oxidation reaction measurement, the Ni-MOF not only exhibited a high current density, but also found a good electrochemical activity for intermediate oxidation products. The above studies proved that the Ni-MOF material synthesized using the ionic liquid as a ligand can be used not only as an electrochemical H2O2 sensor but also as an electrocatalyst for methanol oxidation.

中文翻译：

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用于过氧化氢电化学传感和甲醇电催化氧化的离子液体负载镍基金属有机骨架

摘要 由于金属有机框架（MOFs）的电导率低，单一MOFs作为电化学传感器材料的应用非常少，构建基于MOFs的高性能过氧化氢（H2O2）传感器仍然是一个艰巨的挑战。在本文中，使用离子液体作为溶剂和配体，通过离子热法合成了一种镍基 MOF（Ni-MOF）材料。通过扫描电子显微镜、X 射线衍射、衰减全反射傅里叶变换红外光谱和热重分析研究了形态和结构特征。通过循环伏安图和计时电流法在碱性溶液中评估 Ni-MOF 修饰的玻璃碳电极对 H2O2 的电化学传感性能。发现电化学 H2O2 传感器导致从 0.5 μM 到 2.0 mM 的线性响应，检测限为 0.18 μM。此外，该传感器还表现出良好的抗干扰能力和稳定性。为了进一步评估电化学性质，通过循环伏安法研究了 Ni-MOF 对甲醇氧化的电化学活性。在甲醇氧化反应测量过程中，Ni-MOF不仅表现出高电流密度，而且对中间氧化产物也表现出良好的电化学活性。上述研究证明，以离子液体为配体合成的Ni-MOF材料不仅可以用作电化学H2O2传感器，还可以用作甲醇氧化的电催化剂。此外，该传感器还表现出良好的抗干扰能力和稳定性。为了进一步评估电化学性质，通过循环伏安法研究了 Ni-MOF 对甲醇氧化的电化学活性。在甲醇氧化反应测量过程中，Ni-MOF不仅表现出高电流密度，而且对中间氧化产物也表现出良好的电化学活性。上述研究证明，以离子液体为配体合成的Ni-MOF材料不仅可以用作电化学H2O2传感器，还可以用作甲醇氧化的电催化剂。此外，该传感器还表现出良好的抗干扰能力和稳定性。为了进一步评估电化学性质，通过循环伏安法研究了 Ni-MOF 对甲醇氧化的电化学活性。在甲醇氧化反应测量过程中，Ni-MOF不仅表现出高电流密度，而且对中间氧化产物也表现出良好的电化学活性。上述研究证明，以离子液体为配体合成的Ni-MOF材料不仅可以用作电化学H2O2传感器，还可以用作甲醇氧化的电催化剂。通过循环伏安法研究了 Ni-MOF 对甲醇氧化的电化学活性。在甲醇氧化反应测量过程中，Ni-MOF不仅表现出高电流密度，而且对中间氧化产物也表现出良好的电化学活性。上述研究证明，以离子液体为配体合成的Ni-MOF材料不仅可以用作电化学H2O2传感器，还可以用作甲醇氧化的电催化剂。通过循环伏安法研究了 Ni-MOF 对甲醇氧化的电化学活性。在甲醇氧化反应测量过程中，Ni-MOF不仅表现出高电流密度，而且对中间氧化产物也表现出良好的电化学活性。上述研究证明，以离子液体为配体合成的Ni-MOF材料不仅可以用作电化学H2O2传感器，还可以用作甲醇氧化的电催化剂。