獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡介
2018年CAIA獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目成果簡介：納米材料特殊表面理化性質(zhì)活性位點(diǎn)的電化學(xué)敏感特性
完成單位：中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
完成人：黃行九、楊猛、郭正、李培華、李遺祥、江敏、李珊珊
1、成果簡介
圍繞納米結(jié)構(gòu)材料對重金屬污染物電化學(xué)分析的增強(qiáng)行為、電分析行為中的干擾等科學(xué)問題，可控合成均一、具有特殊表面理化性質(zhì)的活性位點(diǎn)敏感界面，結(jié)合實(shí)驗(yàn)電化學(xué)、理論計(jì)算、大科學(xué)同步輻射裝置等手段，闡明納米材料的表面理化特性如晶相、缺陷、表面離子循環(huán)等對重金屬污染物的氧化還原行為的影響規(guī)律，揭示其構(gòu)效關(guān)系在增強(qiáng)電化學(xué)分析行為中的作用機(jī)理。
2、創(chuàng)新點(diǎn)
（1） 提出了以納米材料的晶相特性構(gòu)建電化學(xué)敏感界面的方法，從原子水平上闡明了重金屬污染物在納米材料不同晶相表面的作用機(jī)理；
（2）揭示了金屬氧化物納米材料的缺陷、表面不同價(jià)態(tài)離子循環(huán)增強(qiáng)電化學(xué)分析行為的傳感機(jī)制；
（3）首次將激光誘導(dǎo)擊穿光譜等光譜技術(shù)與電化學(xué)方法聯(lián)用，克服電分析方法中共存離子的干擾問題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜背景下污染物的原位準(zhǔn)確分析。
3、科學(xué)價(jià)值
（1）從原子/分子層面上揭示了金屬氧化物納米材料不同晶相對電化學(xué)行為的影響機(jī)制，為可控設(shè)計(jì)特定晶相的納米材料用于電化學(xué)分析檢測提供了有效的理論支持；
（2）通過研究晶體缺陷參與催化的電化學(xué)分析過程，發(fā)現(xiàn)了電子狀態(tài)調(diào)制與電子誘導(dǎo)干擾效應(yīng)，對發(fā)展缺陷型導(dǎo)電性較差的納米結(jié)構(gòu)材料構(gòu)筑電化學(xué)敏感界面具有重要理論指導(dǎo)作用，也為研究重金屬污染物之間的相互干擾機(jī)制提供了一種新思路；
（3）通過對鐵基氧化物納米材料表面不同價(jià)態(tài)離子循環(huán)的研究，闡明了重金屬污染物在鐵基氧化物納米材料表面氧化還原過程中的電子轉(zhuǎn)移過程，對理解納米電化學(xué)電極過程及構(gòu)筑有效的電化學(xué)敏感界面具有重要的理論指導(dǎo)意義；
（4）通過將電化學(xué)方法與光譜技術(shù)聯(lián)用，能夠?qū)χ亟饘傥廴疚镞M(jìn)行水下原位分析，研究成果對發(fā)展光譜-電化學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線準(zhǔn)確分析成分復(fù)雜的實(shí)際水樣中重金屬污染物具有重要的科學(xué)意義。
4、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益
本項(xiàng)目在環(huán)境中重金屬污染物的納米電化學(xué)分析新原理、新方法方面取得了重要的研究成果，為設(shè)計(jì)和構(gòu)筑納米電化學(xué)傳感器件、開發(fā)水質(zhì)監(jiān)測儀器提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，也將帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
5、應(yīng)用前景
基于本項(xiàng)目研究成果開發(fā)的環(huán)境重金屬污染物分析與監(jiān)測儀器靈敏度與準(zhǔn)確度高，可應(yīng)用于實(shí)際環(huán)境中重金屬污染物的快速篩查與現(xiàn)場監(jiān)測，具有廣闊的應(yīng)用前景。
