表面等离子体增强ZnSe基纳米带自组装界面对农药污染物的光电化学敏感性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61774159
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0404.半导体电子器件与集成
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The assessment, monitoring and analysis of pesticide pollution in water environment has become an important research direction in the field of environmental science. However, it is one of the most difficult problems for the detection of pesticide residues with weak polarity and chemical inertness in the field of environmental analysis. Aiming at the critical scientific issue, this project proposes a strategy by combining doping control of nanostructure photoelectric properties, self assembly uniformity sensitive interface and surface plasmon enhanced photocatalytic activity to develop a new photoelectrochemical method with high sensitivity and stability toward pesticide contamination. Employing semiconductor ZnSe nanobelts as a research object, the photoelectric chemical sensitive interface of self-assemble ZnSe-based nanobelts has been designed and constructed based on self-assembly and loading noble metal and ion exchange approaches; To reveal the pesticide contamination sensitive photoelectrochemical mechanism, the transformation in electron transfer and surface plasmon photocatalytic mechanism of pesticide pollutant molecular on their surface has been investigated; based on the correlation analysis between the test signal and the photoelectrochemical response of pesticide pollutant concentration, the quantitative analysis method will be developed. The expected results will provide new ideas and theoretical basis for the development of novel nano-photoelectrochemical sensor for rapid detection of pesticide pollutants with high sensitivity, which is of great significance to promote the application of nano-sensing technology in the field of environmental monitoring.
水环境中农药的污染评估、监控和检测分析已成为当前环境科学的重要研究方向。然而,对于浓度低、极性弱、化学惰性的农药污染物,其快速痕量检测一直是环境分析领域研究的难点之一。针对此关键科学问题,本项目提出了基于掺杂调控纳米结构光电特性、自组装构筑均一性敏感界面和表面等离子体增强光催化活性等策略,发展高灵敏、高稳定的农药污染物纳米光电化学检测新方法。以半导体硒化锌纳米带为研究对象,通过离子交换、自组装以及贵金属负载,优化设计并构建硒化锌基纳米带自组装光电化学敏感界面;研究农药污染物分子在其表面的电子转移及表面等离子体光催化转化机制,揭示其对农药污染物的光电化学敏感机理;分析光电化学响应信号与待测农药污染物浓度之间的内在关联性,建立其定量检测分析方法。预期研究成果将为发展农药污染物高灵敏快速检测的新型纳米光电化学传感器提供新思路和理论依据,对推动纳米传感器技术在环境监测领域中的应用具有重要意义。

结项摘要

水环境中农药的污染评估、监控和检测分析已成为当前环境科学的重要研究方向。然而,对于浓度低、极性弱、化学惰性的农药污染物,其快速痕量检测一直是环境分析领域研究的难点之一。针对此关键科学问题,本项目提出了基于掺杂调控纳米结构光电特性、自组装构筑均一性敏感界面和表面等离子体增强光催化活性等策略,成功建立了高灵敏、高稳定的农药污染物纳米光电化学检测新方法。主要研究成果有:首先,基于离子交换实现了硒化锌基纳米带的可控制备及其光电敏感性能的精准调控,制备系列具有光电活性的新型纳米带;另外,发展了自组装和原位热处理构建光电敏感界面的新方法,实现了光电化学传感器件的重复性构筑及响应性能的稳定;最后,成功地研制出了对农药污染物检测的光电化学传感器,实现了多种农药污染物的快速高灵敏检测。上述所取得的研究成果对发展新型的高灵敏、高选择性农药污染物光电化学传感器提供了新思路和理论依据,对推动纳米传感器技术在环境检测中的应用具有重要意义。相关研究成果在国际著名期刊发表了SCI论文16篇,其中影响因子大于7.0论文8篇,封面论文3篇,高被引论文1篇;获得“安徽省自然科学二等奖”1项和“中国分析测试协会科学技术奖一等奖”1 项;培养研究生10名,其中多人获国家奖学金(2人)和朱李月华奖学金(1人)等。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Cation-exchange strategy for a colorimetric paper sensor: Belt-like ZnSe nanoframes toward visual determination of heavy metal ions
比色纸传感器的阳离子交换策略:带状 ZnSe 纳米框架用于重金属离子的视觉测定
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2020.128013
  • 发表时间:
    2020-06-01
  • 期刊:
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Dong, Ren-E;Kang, Ping;Guo, Zheng
  • 通讯作者:
    Guo, Zheng
Enhanced chemiresistive sensing performance of well-defined porous CuO-doped ZnO nanobelts toward VOCs.
增强多孔 CuO 掺杂 ZnO 纳米带对 VOC 的化学电阻传感性能
  • DOI:
    10.1039/c9na00163h
  • 发表时间:
    2019-10-09
  • 期刊:
    NANOSCALE ADVANCES
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Li, Gang;Su, Yao;Chen, Xu-Xiu;Chen, Li;Li, Yong-Yu;Guo, Zheng
  • 通讯作者:
    Guo, Zheng
Framework-derived Fe2O3 /Mn3O4 nanocubes as electrochemical catalyst for simultaneous analysis of Cu(II) and Hg(II)
骨架衍生的 Fe2O3 /Mn3O4 纳米立方体作为电化学催化剂用于同时分析 Cu(II) 和 Hg(II)
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2021.139412
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Li Jinrui;Zhuang Zhongxin;Guo Zheng;Liu Zhonggang;Huang Xingjiu
  • 通讯作者:
    Huang Xingjiu
Ag nanoparticles anchored onto porous CuO nanobelts for the ultrasensitive electrochemical detection of dopamine in human serum
锚定在多孔 CuO 纳米带上的银纳米颗粒用于人血清中多巴胺的超灵敏电化学检测
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2020.128878
  • 发表时间:
    2021-01-15
  • 期刊:
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Li, Yong-Yu;Kang, Ping;Guo, Zheng
  • 通讯作者:
    Guo, Zheng
Selectively enhanced gas-sensing performance to n-butanol based on uniform CdO-decorated porous ZnO nanobelts
基于均匀CdO修饰的多孔ZnO纳米带选择性增强对正丁醇的气敏性能
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2021.129667
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen Xu-Xiu;Chen Li;Li Gang;Cai Liu-Xin;Miao Guang-Ya;Guo Zheng;Meng Fan-Li
  • 通讯作者:
    Meng Fan-Li

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湖泊硅藻氧同位素:一种前景广阔
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    第四纪研究,26 (4), 634-642, 2006
  • 影响因子:
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    汉景泰*;陈贺海;李 东;郭正
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 发表时间:
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    郭正
单根 Cu@C 纳米电缆的导电性能研究
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    徐伟宏;张永兴;郭正;陈星;刘锦淮;黄行九;俞书宏
  • 通讯作者:
    俞书宏

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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