可控纳米金属氧化物催化发光研究

基于材料表面的催化发光现象而建立的分子识别方法是近年来材料科学与分析科学关注的研究方向之一，并因其新颖的分子传感模式而具有广阔的应用前景。材料科学在有目的地人工组装、合成具有一定特性的纳米材料方面的研究进展，为探究催化发光反应机制，特别是材料表面结构形貌性质与催化反应过程、化学发光产生之间关系带来了很好的契机。本项目拟选取具有高催化活性的金属氧化物，如：TiO2、ZnO、MnO2、CuO、ZrO2 等作为研究对象，控制合成各种形貌的纳米金属氧化物，进行催化发光的研究，研制高选择性、高灵敏度的挥发性气体传感器或检测器。将纳米材料结构表征、反应产物成分分析、发光光谱分析等实验研究与密度泛函（DFT）理论计算结合，尝试在原子分子水平上探索纳米金属氧化物材料的组成、结构和表面形态与催化反应活性、催化发光性能的关系，为针对性地设计开发新的催化发光分子识别方法提供理论依据和实验方法。

在本研究基金资助下，我们主要致力于纳米材料的催化发光研究，研究了氧化锰纳米材料的控制性合成、吸附性能和催化发光机理，研制了基于LaF3/CeO2的高选择性、高灵敏度三乙胺传感器，利用紫外光诱导n-Si/TiO2/TiO2:Eu同时产生表面光电压和表面荧光，发展和研制了一种二维识别传感器。还创新性地将蒸气发生和化学发光进行联用，成功地发展了一种基体干扰小、灵敏度高、选择性好的测量碲的新方法。将实验研究与密度泛函（DFT）理论计算结合，探讨了纳米硫化锌材料特性，四氯化碳和氧在硫化锌纳米簇表面的共吸附及其催化发光的机理，为在原子分子层面理解催化发光过程发展了新的理论研究方法。