表面等离子体增强ZnSe基纳米带自组装界面对农药污染物的光电化学敏感性能研究

基本信息
批准号:61774159
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:郭正
学科分类:
依托单位:安徽大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐祥虎,李遗祥,李珊珊,许亮,苏尧,李刚,李培华
关键词:
农药污染物光电化学传感器离子交换法表面等离子体效应电子转移机制
结项摘要

The assessment, monitoring and analysis of pesticide pollution in water environment has become an important research direction in the field of environmental science. However, it is one of the most difficult problems for the detection of pesticide residues with weak polarity and chemical inertness in the field of environmental analysis. Aiming at the critical scientific issue, this project proposes a strategy by combining doping control of nanostructure photoelectric properties, self assembly uniformity sensitive interface and surface plasmon enhanced photocatalytic activity to develop a new photoelectrochemical method with high sensitivity and stability toward pesticide contamination. Employing semiconductor ZnSe nanobelts as a research object, the photoelectric chemical sensitive interface of self-assemble ZnSe-based nanobelts has been designed and constructed based on self-assembly and loading noble metal and ion exchange approaches; To reveal the pesticide contamination sensitive photoelectrochemical mechanism, the transformation in electron transfer and surface plasmon photocatalytic mechanism of pesticide pollutant molecular on their surface has been investigated; based on the correlation analysis between the test signal and the photoelectrochemical response of pesticide pollutant concentration, the quantitative analysis method will be developed. The expected results will provide new ideas and theoretical basis for the development of novel nano-photoelectrochemical sensor for rapid detection of pesticide pollutants with high sensitivity, which is of great significance to promote the application of nano-sensing technology in the field of environmental monitoring.

水环境中农药的污染评估、监控和检测分析已成为当前环境科学的重要研究方向。然而,对于浓度低、极性弱、化学惰性的农药污染物,其快速痕量检测一直是环境分析领域研究的难点之一。针对此关键科学问题,本项目提出了基于掺杂调控纳米结构光电特性、自组装构筑均一性敏感界面和表面等离子体增强光催化活性等策略,发展高灵敏、高稳定的农药污染物纳米光电化学检测新方法。以半导体硒化锌纳米带为研究对象,通过离子交换、自组装以及贵金属负载,优化设计并构建硒化锌基纳米带自组装光电化学敏感界面;研究农药污染物分子在其表面的电子转移及表面等离子体光催化转化机制,揭示其对农药污染物的光电化学敏感机理;分析光电化学响应信号与待测农药污染物浓度之间的内在关联性,建立其定量检测分析方法。预期研究成果将为发展农药污染物高灵敏快速检测的新型纳米光电化学传感器提供新思路和理论依据,对推动纳米传感器技术在环境监测领域中的应用具有重要意义。

项目摘要

水环境中农药的污染评估、监控和检测分析已成为当前环境科学的重要研究方向。然而,对于浓度低、极性弱、化学惰性的农药污染物,其快速痕量检测一直是环境分析领域研究的难点之一。针对此关键科学问题,本项目提出了基于掺杂调控纳米结构光电特性、自组装构筑均一性敏感界面和表面等离子体增强光催化活性等策略,成功建立了高灵敏、高稳定的农药污染物纳米光电化学检测新方法。主要研究成果有:首先,基于离子交换实现了硒化锌基纳米带的可控制备及其光电敏感性能的精准调控,制备系列具有光电活性的新型纳米带;另外,发展了自组装和原位热处理构建光电敏感界面的新方法,实现了光电化学传感器件的重复性构筑及响应性能的稳定;最后,成功地研制出了对农药污染物检测的光电化学传感器,实现了多种农药污染物的快速高灵敏检测。上述所取得的研究成果对发展新型的高灵敏、高选择性农药污染物光电化学传感器提供了新思路和理论依据,对推动纳米传感器技术在环境检测中的应用具有重要意义。相关研究成果在国际著名期刊发表了SCI论文16篇,其中影响因子大于7.0论文8篇,封面论文3篇,高被引论文1篇;获得“安徽省自然科学二等奖”1项和“中国分析测试协会科学技术奖一等奖”1 项;培养研究生10名,其中多人获国家奖学金(2人)和朱李月华奖学金(1人)等。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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