光电协同识别复杂混合气体组分的传感器阵列研究

复杂混合气体组分的识别分析一直是分析化学的重要任务和挑战之一。传感器阵列因其传感单元数目较多且具有响应差异性，能提供比单个传感器更为丰富和有区分度的样品信息，为混合物提供其特征性的指纹图谱；混合组分不用分离成各个组分即可整体通过传感器阵列获得全面的分析结果，能够全面、方便和快速地进行混合物的区分和比对，满足复杂混合物大部分的分析需求。本申请面向复杂混合气体组分，将纳米材料催化发光现象和电导识别原理相结合，在控制合成具有高催化活性气体敏感材料的基础上，构建一种光电协同识别气体传感器阵列。该传感器阵列可用于香烟烟气，酒类挥发成分或呼吸气体等复杂混合气体组分的分析，从而拓展传感器阵列的应用范围，为复杂混合气体组分的识别分析提供更有力的手段。

在本研究基金资助下，我们主要致力于新型气敏纳米材料的调控合成及其在光学传感分析中的应用研究，以构建针对复杂样品中组分的分子识别、光学传感分析平台。具体包括以下方面工作：（1）对多种新型气敏材料（如ZnO、In2O3、SnO2、NaYF4:Er、Zn掺杂SnO2、α-Fe2O3/g-C3N4复合物、钇掺杂的金属-有机框架结构材料等），实现了它们在微纳米尺度的调控合成或有机复合，建立了新的合成方法；（2）在控制合成具有高催化活性气体敏感材料的基础上，以环境热点关注的挥发性有机污染物（VOCs）等为对象，构建了针对多种VOCs的光学气体传感器，并探索相关的纳米光学传感机制，建立了多种气体的传感分析方法。（3）此外，本课题也开展了基于氧化锌量子点、纳米碳点、氮掺杂石墨烯量子点、上转换纳米粒子等微纳米材料，构建一系列高灵敏的荧光探针光学传感平台、选择性测定复杂样品中的多巴胺、谷胱甘肽、肝素等工作，这些研究拓展纳米材料的应用范围，为复杂样品组分分析提供更有力的手段。