我国率先实现对重金属离子高灵敏的电化学检测

  记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院智能所黄行九研究团队，利用表面具有大量氧空位的TiO2-x纳米片，实现对重金属离子高灵敏的电化学检测，对一直困扰人们的重金属离子检测干扰机制做了深入的探索，并提出了“电子诱导干扰机制”这一原理。相关成果日前已发表在美国化学学会的《分析化学》（Analytical Chemistry）杂志上。

纳米材料已经被广泛的应用于电分析化学中。然而，对于纳米材料活性位点与电化学传感机制的构效关系，仍然缺乏一个原子层面的解释。由于电化学分析原理的内在原因，重金属离子之间的相互干扰在电化学检测领域中也是研究人员不可回避的一个问题。

研究人员已经发现了二氧化钛TiO2表面掺杂氧空穴调控晶面的表面电子结构，激发了惰性半导体纳米材料对重金属离子的检测活性。在此基础上，研究人员通过调控反应物中氟化氢的比例，制备了具有大量表面氧空位的TiO2-x纳米片。通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM），X射线衍射（XRD），拉曼，电子顺磁共振（ESR），X射线光电子能谱（XPS）等多种技术揭示了纳米材料活性位点与电化学传感性能的构效关系。实验证实，在离子共存体系中，研究人员利用同步辐射技术（EXAFS），从原子层面上系统的阐述了二价镉离子Cd(II)对二价铜离子Cu(II)的干扰原因。研究表明，Cd(II)能够促进电子从TiO2-x纳米片表面向Cu(II)的转移，同时，Cu(II)的存在增长了Cu-O的键长，导致解吸能降低。

这些发现为从原子层面上发展高灵敏纳米材料和研究电化学检测干扰机制夯实了坚定的道路。