合肥研究院在超薄納米材料增強(qiáng)As(III)檢測(cè)電分析行為研究中獲進(jìn)展

　　近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研究員劉錦淮和黃行九領(lǐng)導(dǎo)的課題組在超薄納米材料增強(qiáng)As(III)檢測(cè)電分析行為方面取得新進(jìn)展。該工作對(duì)于揭示As(III)在超薄納米材料上的電化學(xué)行為具有重要的科學(xué)意義，相關(guān)研究成果已發(fā)表在《電化學(xué)學(xué)報(bào)》上（Electrochimica Acta, 2016, 191, 142-148）。

　　電化學(xué)檢測(cè)由于其本身具有快速、靈敏、便攜等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于類重金屬污染物As(III)的檢測(cè)。在電極修飾材料方面，納米結(jié)構(gòu)材料已被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)電化學(xué)分析信號(hào)。超薄納米材料因其厚度尺寸和二維平面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)往往具有不同于相應(yīng)塊狀材料的電子結(jié)構(gòu)，不但能夠影響其本征性能，還能產(chǎn)生一些新性質(zhì)，因此超薄納米材料常被廣泛應(yīng)用于電學(xué)、光學(xué)、催化等方面，但其在電化學(xué)檢測(cè)方面的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道。

　　該課題組在之前的工作中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電性差的塊狀a-ZrP（a-磷酸鋯）經(jīng)過(guò)剝層處理后得到的超薄ZrP可以充分暴露層層間的活性基團(tuán)，大大提高了ZrP的反應(yīng)活性；薄層ZrP修飾電極對(duì)重金屬離子有較好的電化學(xué)檢測(cè)效果，尤其對(duì)Pb(II)表現(xiàn)出了優(yōu)異的選擇性（Anal. Chem. 2013, 85, 3984−3990）。該工作為探究超薄納米材料增強(qiáng)As(III)檢測(cè)電分析行為的研究方向提供了新思路?；诖?，課題組研究人員通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法直接制備出具有納米級(jí)厚度的超薄二氧化錫納米片（厚度：0.52 nm）并將其修飾在電極上實(shí)現(xiàn)在近中性條件下對(duì)飲用水中As(III)的靈敏檢測(cè)。相比于塊狀二氧化錫，超薄二氧化錫納米片修飾電極表現(xiàn)出更好的As(III)檢測(cè)效果，這主要?dú)w因于超薄二氧化錫納米片表面可以暴露更多的活性基團(tuán)和高活性晶面（110）。除此之外，該體系不需要繁瑣的剝離過(guò)程就可以得到超薄二氧化錫納米片，且修飾電極在檢測(cè)中可以克服以往As(III)檢測(cè)所需的強(qiáng)酸條件，靈敏度和檢測(cè)下限也與一些貴金屬材料體系相當(dāng)。

　　該研究工作得到了國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

　　圖：超薄二氧化錫納米片的AFM表征圖及不同電極（超薄二氧化錫、塊狀二氧化錫修飾電極及裸金電極）在近中性條件下檢測(cè)水中As(III)的靈敏度對(duì)比