水滑石类粘土层状结构的模拟制备及其电化学性能研究

粘土的组成和结构对自然界的生态环境和作物生长有着重要的影响。因此，粘土类插层结构模拟制备及其电化学性能研究在岩土材料化学领域具有重要的意义。本项目拟开展水滑石类粘土插层结构的模拟制备及其电化学性能研究。通过功能设计，用电荷相同、半径相近的金属离子同晶取代水滑石结构中Mg2+、A13+，用结构相关的无机阴离子取代层间阴离子CO32一，来模拟制备新型多元的类水滑石材料；详细表征合成物的组成、结构及理化性能，系统研究共沉淀法合成水滑石化合物的过程，详细考察实验条件对产物结构和组成的影响，探索类水滑石的合成机理，总结形成过程的一般规律。为该领域的进一步研究及天然粘土的形成机制提供理论基础。并将模拟制备的新型多元类水滑石通过键合、自组装、层层自组装等多种组装方式构造一系列新型生物电化学传感器，通过复合修饰等手段来提高电化学信号的灵敏度，为环境污染物和农药残留的在线检测提供简便快速、灵敏高效的新手段。

粘土的组成和结构对自然界的生态环境和作物生长有着重要的影响。因此，粘土类插层结构模拟制备及其电化学性能研究在岩土材料化学领域具有重要的意义。本项目一年来开展了水滑石类粘土层状结构的模拟制备及其电化学性能研究。通过共沉淀法、溶胶-凝胶法和功能设计，模拟制备了一系列新型多元的类水滑石及其衍生物和复合金属氧化物纳米材料；表征了合成物的组成、结构及理化性能，构建了基于水滑石Ni2+/MgFe (NLDH)的葡萄糖酶生物传感器；研究了基于衍生物Mg(Ni)FeO的对硝基苯酚传感器的构建及应用；用溶胶凝胶法制备了LaNi0.6Co0.4O3、Co0.4Fe0.6LaO3纳米材料，构建了双氧水和葡萄糖传感器；建立了静电纺丝法制备钙钛矿及金属氧化物新技术，详细考察实验条件对产物结构和组成的影响，总结形成过程的一般规律。通过静电纺丝制备了带孔的LaCoO3、LaNiO3纳米纤维及多空CuO纳米材料，研究了其电化学性质；探索研究了聚磺基水杨酸修饰玻碳电极在抗坏血酸和多巴胺存在下测定L-色氨酸；建立了聚茜素红/石墨烯修饰玻碳电极对嘌呤和嘧啶的同时测定，该方法重现性和稳定性好，可以对四种核苷酸碱基进行同时的分析测定，并应用于对实际的鲱鱼精DNA的分析中，结果令人满意。为生命和环境体系的在线检测提供简便快速、灵敏高效的新手段。.本项目发表SCI论文15篇(其中影响因子3.0以上的8篇)，申请专利1项，同时还培养了13名研究生，其中3名已毕业，一名博士后进站工作。参加国际交流1次，国内学术交流1次（提交论文3篇），其中1次交流报告、1次口头报告，获上海市自然科学三等奖一项（第二完成人,2012年8月已公示结束，等待下文），并拓展了新的研究内容，超额完成了原计划任务，实现了预期目标。