我國率先實現對重金屬離子高靈敏的電化學檢測

  記者從中科院合肥物質科學研究院獲悉，該院智能所黃行九研究團隊，利用表面具有大量氧空位的TiO2-x納米片，實現對重金屬離子高靈敏的電化學檢測，對一直困擾人們的重金屬離子檢測干擾機制做了深入的探索，并提出了“電子誘導干擾機制”這一原理。相關成果日前已發表在美國化學學會的《分析化學》（Analytical Chemistry）雜志上。

納米材料已經被廣泛的應用于電分析化學中。然而，對于納米材料活性位點與電化學傳感機制的構效關系，仍然缺乏一個原子層面的解釋。由于電化學分析原理的內在原因，重金屬離子之間的相互干擾在電化學檢測領域中也是研究人員不可回避的一個問題。

研究人員已經發現了二氧化鈦TiO2表面摻雜氧空穴調控晶面的表面電子結構，激發了惰性半導體納米材料對重金屬離子的檢測活性。在此基礎上，研究人員通過調控反應物中氟化氫的比例，制備了具有大量表面氧空位的TiO2-x納米片。通過高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM），X射線衍射（XRD），拉曼，電子順磁共振（ESR），X射線光電子能譜（XPS）等多種技術揭示了納米材料活性位點與電化學傳感性能的構效關系。實驗證實，在離子共存體系中，研究人員利用同步輻射技術（EXAFS），從原子層面上系統的闡述了二價鎘離子Cd(II)對二價銅離子Cu(II)的干擾原因。研究表明，Cd(II)能夠促進電子從TiO2-x納米片表面向Cu(II)的轉移，同時，Cu(II)的存在增長了Cu-O的鍵長，導致解吸能降低。

這些發現為從原子層面上發展高靈敏納米材料和研究電化學檢測干擾機制夯實了堅定的道路。