地区：上海市 宝山区
关键词：山东农业大学;山东师范大学;临沂大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004416
成果描述：
| 环境污染对人类健康造成了巨大影响，各种污染物具有分布范围广、种类繁多、识别难度大等特点。因此，开发新的材料和技术，实现对污染物的高灵敏、高选择性的检测和无害化治理是面临的主要挑战。围绕上述问题，课题组历经8年，设计与组装了多种低维纳米复合材料，构建了多种新型传感器、开发了污染物降解新技术，并对污染物检测及治理的机理进行了研究，取得了一系列创新成果，主要研究内容与发现点如下： 1.低维纳米复合材料的设计与组装： 设计组装了能用于污染物检测的石墨烯、多壁碳纳米管等碳基，双金属（Ni–Al、Co–Al）、三金属（Cu-Mg-Al）氢氧化物类水滑石基低维纳米复合材料，以此修饰电极，增加了电极的电子传递速率、电极的有效表面积及电极的反应活性。设计组装了能用于污染物治理的Ag/AgBr/Co-NiLDHs等类水滑石基和四氧化三铁@石墨烯量子点、四氧化三铁负载血红蛋白等磁性铁基纳米复合材料，增强了材料对污染物的富集与吸附性能，提高了污染物的催化降解性能。 2.新型纳米材料应用于污染物检测传感体系的构建： 依据设计组装的纳米复合材料，结合电化学快速、灵敏的响应技术，构建了酚类、农药、病毒、亚硝酸盐等污染物检测的电化学和光电化学传感器，实现了对污染物快速、特异和高灵敏的检测。克服了电极表面易污染的难题，明确了纳米材料能提高污染物的富集、促进生物材料的活性等影响污染物识别，能降低污染物催化氧化电位、促进电子转移速率等信号传递的关键因素。实现了对结构相似、氧化电位相近污染物的同时检测及对其它污染物快速、特异和高灵敏的检测。 3.新型纳米材料降解污染物的方法与技术开发： 利用设计组装的纳米复合材料具有多孔、片状结构和光、电催化特性等优点，与光催化降解技术、电化学催化氧化降解技术相结合，开发了高效吸附光催化降解和新型无膜电化学酶反应器催化降解污染物的新方法，实现了对污染物的高效无害化降解。 4.污染物检测、无害化治理的机理与分析： 采用电化学、液相色谱-质谱联用和现代仪器分析技术，研究了纳米材料吸附富集、促进电子传递和增强生物材料活性等污染物检测和治理的关键因素，探明了纳米材料在污染物催化过程中界面结构、电子转移性能的变化，揭示了纳米材料微观结构与催化活性的关系，从分子水平上明确了纳米材料的传感机制、吸附与催化等界面反应机制，为快速检测和高效治理技术的开发提供了理论依据。 该成果的科学价值体现在：设计组装了多种新型低维纳米复合材料，揭示了纳米复合材料吸附、电子传递和催化氧化的机理，构建了多种新型传感器和开发了污染物降解技术，实现了对污染物快速、特异和高灵敏检测及高效无害化治理。 研究成果共发表SCI期刊论文98篇，3篇入选ESI高被引论文。该成果的8篇代表性论文全部为JCR1区论文，被SCI他引414次，单篇最高SCI他引142次，相关研究内容获山东高等学校优秀科研成果奖一等奖。相关成果被《Chem.Rev.》、《Chem.Soc.Rev.》、《Anal.Chem.》、《Trac-TrendAnal.Chem.》、《MaterialsToday》等权威期刊广泛引用和评述，并给予高度评价。 |
