光电化学传感界面的石英晶体微天平表征、压电干预与分析应用

批准号:
21675050
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
谢青季
依托单位:
学科分类:
B0402.电分析化学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓文芳、王林萍、巢龙、何芳、刘佳、徐爱贵、睢玉芸、李彦秋、熊秀娟
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中文摘要
光电化学和压电化学均涉及到相关活性材料内部/表面的电荷分离,两者的联合研究有助于深入理解化学学科中核外电子运动这一核心科学问题以及发展压电化学和光电化学分析领域的研究方法和手段。本项目中,我们拟采用基于逆压电效应的石英晶体微天平(QCM)技术,对一些光电化学过程进行动态监测和表征,评估质量比光电化学活性、反应原料吸附等关键参数和因素;选用兼具正压电效应和光电化学活性的压电半导体材料,通过正压电效应调变半导体能带结构,抑制光生电子和空穴的复合,探索和发展声-光-电化学协同工作新模式(压电光电化学),提高分析检测性能,用于生物亲和、生物催化和特异化学反应相关组分的高性能分析,具有创新性、科学价值和应用前景。主要研究内容:(1)光电化学电极的QCM表征与质量比光电化学活性测试;(2)光电化学传感界面的压电干预;(3)分析应用。
英文摘要
Both photoelectrochemistry and piezoelectric electrochemistry involve charge separation in the interiors and at the surfaces of corresponding active materials, and the allied researches of them are helpful to better understand the extranuclear electron movement issue as a core scientific issue in chemistry discipline as well as to develop research methods and tools in the fields of piezoelectric electrochemistry and photoelectrochemistry. In this project, we plan to employ the inverse piezoelectric effect based quartz crystal microbalance (QCM) for dynamic monitoring and characterization of photoelectrochemistry processes as well as evaluation of some key parameters and factors like mass-specific photoelectrochemical activity and reactant adsorption. We will also select some piezoelectric semiconductors possessing both direct piezoelectric effect and photoelectrochemical activity to explore and develop a new working mode of synergetic acoustic-optical-electrical chemistry with improved analytical performance (piezoelectric photoelectrochemistry), mainly on the basis of piezoelectrically engineering the band structure of semiconductors for inhibiting the recombination of photogenerated electrons and positive holes. The above materials and methods will be used for high-performance analysis of the analytes related to some bioaffinity, biocatalysis and specific chemical reactions. This project is of innovation, scientific value and application prospect. The main investigation contents are (1) QCM characterization and mass-specific photoelectrochemical activity evaluation at photoelectrochemical electrodes; (2) piezoelectric intervention of photoelectrochemical sensing interfaces; and (3) analytical applications.
光电化学和压电化学均涉及到相关活性材料内部/表面的电荷分离,相关研究有助于深入理解化学学科中电子运动这一核心科学问题以及发展压电化学和光电化学分析表征方法。本项目中,我们采用石英晶体微天平技术,测定了TiO2的质量比光电化学活性和评估了光电子转移的有效距离,也监测了光沉积纳米金和黑色素仿生材料聚多巴胺等的过程以及染料敏化的过程;通过压电效应和光电化学效应的耦合来抑制光生电子和空穴的复合,改善了ZnO材料的光电化学性能和光电流响应;基于新型光电活性材料和结构,进行了光电化学酶分析和免疫分析。研究成果已整理成31篇标注论文发表在Chem. Commun., ACS Applied Mater. Interfaces和Biosens. Bioelectron.等刊。项目实施期间,获湖南省自然科学奖一等奖。培养了毕业研究生14名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Preparation of a porous Au electrode with a sacrificed Prussian blue analogue template for anodic stripping voltammetric analysis of trace arsenic(III)
牺牲普鲁士蓝模拟模板多孔金电极的制备用于痕量砷(III)的阳极溶出伏安分析
DOI:10.1016/j.snb.2017.06.150
发表时间:2017-12-01
期刊:SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
影响因子:8.4
作者:Chao, Long;Xiong, Xiujuan;Xie, Qingji
通讯作者:Xie, Qingji
Pyridine-2-sulfonic (or carboxylic) acid modified glassy carbon electrode for anodic stripping voltammetry analysis of Cd2+ and Pb2+
吡啶-2-磺酸(或羧酸)修饰玻碳电极,用于阳极溶出伏安法分析 Cd2 和 Pb2
DOI:10.1016/j.aca.2020.08.024
发表时间:2020
期刊:Analytica Chimica Acta
影响因子:6.2
作者:Hongbo Xiao;Wenlei Wang;Shaofeng Pi;Yan Cheng;Qingji Xie
通讯作者:Qingji Xie
Selective staining of CdS on ZnO biolabel for ultrasensitive sandwich-type amperometric immunoassay of human heart-type fatty-acid-binding protein and immunoglobulin G
ZnO 生物标记上 CdS 的选择性染色用于人心脏型脂肪酸结合蛋白和免疫球蛋白 G 的超灵敏夹心型电流免疫分析
DOI:10.1016/j.bios.2016.12.051
发表时间:2017
期刊:Biosensors & Bioelectronics
影响因子:12.6
作者:Qin Xiaoli;Xu Aigui;Liu Ling;Sui Yuyun;Li Yunlong;Tan Yueming;Chen Chao;Xie Qingji
通讯作者:Xie Qingji
Preparation of a thin-film Pt electrocatalyst by MnO2 electrodeposition and galvanic replacement reaction for oxidation of methanol
MnO2电沉积和原电池置换反应制备薄膜Pt电催化剂用于甲醇氧化
DOI:10.1016/j.jelechem.2019.113553
发表时间:2019-11
期刊:Journal of Electroanalytical Chemistry
影响因子:4.5
作者:Nian Liu;Chunxiu Zhang;Long Chao;Xiujuan Xiong;Huan Liu;Yan Cheng;Qingji Xie
通讯作者:Qingji Xie
Potentiometric and UV-Vis spectrophotometric titrations for evaluation of the antioxidant capacity of chicoric acid.
电位滴定法和紫外-可见分光光度滴定法评价菊苣酸的抗氧化能力
DOI:10.1039/d0ra01248c
发表时间:2020-03-19
期刊:RSC advances
影响因子:3.9
作者:
通讯作者:
电极界面上荧光分子及其复合物或聚集体光致电荷转移的电分析化学研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62万元
- 批准年份:2020
- 负责人:谢青季
- 依托单位:
金属及其化合物纳米材料标记的生物电分析信号放大和超敏检测新方法研究
- 批准号:21475041
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:谢青季
- 依托单位:
新型贵金属原子簇/纳米结构修饰电极制备、压电电化学研究及分析应用
- 批准号:21175042
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:谢青季
- 依托单位:
巯基化高分子纳米复合材料的压电电化学研究与化学/生物传感应用
- 批准号:21075036
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:37.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:谢青季
- 依托单位:
多参数压电电化学技术研究微量靶-药作用过程与机制
- 批准号:90713018
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:谢青季
- 依托单位:
EQCM和光谱电化学研究电子给体/受体作用和电荷转移配合物及其分析应用
- 批准号:20675029
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:谢青季
- 依托单位:
石英晶振电极上的扫描探针电化学多参数分析与研究
- 批准号:20275010
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:31.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:谢青季
- 依托单位:
电化学阻抗、压电石英晶体阻抗联用新技术及其应用
- 批准号:29905002
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:13.0万元
- 批准年份:1999
- 负责人:谢青季
- 依托单位:
国内基金
海外基金
