等离子共振诱导的高选择性金属离子光电化学分析

等离子共振诱导的电荷分离现象在太阳能电池、光电催化及生物传感研究领域发挥着越来越重要的作用。本项目拟在制备笼状贵金属纳米基础上，利用其在可见-近红外光区较强的等离子共振效应及独特的电催化活性，构建等离子共振诱导的高灵敏度光电分析方法；同时，以金属离子为分析的模型分子，设计合成一系列有机金属配合物，提高光电分析的选择性，构筑笼状贵金属纳米-有机金属配合物的光电化学分析体系，进而建立选择性好、灵敏度高、检测限低的金属离子光电分析新方法。与此同时，制备成本低廉、导电性好的微电极阵列，实现金属离子的多通道分析。通过本项目的实施，不仅将为金属离子等目标分子的光电分析提供新方法，而且将为金属离子的多通道分析提供一条切实可行的途径，为其它学科中的新原理新方法与分析化学的融合提供一种研究模式。

随着纳米科学的发展，金属纳米粒子以其独一无二的电磁和光学特性受到了广泛的关注。在可见光作用下、因表面等离子共振而色彩变幻的贵金属纳米粒子更是引起了来自各个研究领域的兴趣。等离子共振诱导的电荷分离现象在太阳能电池、光电催化及生物传感研究领域发挥着越来越重要的作用。为了把等离子共振原理与分析化学相融合，建立选择性好、灵敏度高的分析新方法，本项目制备了在可见及近红外光区具有等离子共振效应的笼状纳米金，利用其较强的等离子共振效应及独特的电催化活性，构建了等离子共振诱导的高灵敏度光电分析方法；同时，以金属离子如Cu2+、Cd2+、Hg2+等为分析的模型分子，设计与合成了一系列有机金属配合物及高选择性的生物大分子，提高了光电分析的选择性，构筑了笼状贵金属纳米-有机金属配合物的光电化学分析体系，进而建立了选择性好、灵敏度高、检测限低的金属离子光电分析新方法。与此同时，制备了成本低廉、导电性好的半导体TiO2以及金属-半导体Au-TiO2、Pt-TiO2等微电极阵列，实现了金属离子的多通道分析。通过本项目的实施，不仅为金属离子等目标分子的光电分析提供了新型、高效的分子方法，还为金属离子的多通道分析提供了切实可行的途径，为其它学科中的新原理新方法与分析化学的融合建立了一种研究模式。发表了本基金资助的高水平研究论文25篇；获得中国分析测试协会科学技术奖一等奖和日本化学会杰出学术报告奖；2013年项目负责人获得国家杰出青年基金资助；在国际会议做邀请报告与主题报告9次；培养2名博士生、9名硕士生。