三級組裝感測器檢測大氣中羥基自由基

《三級組裝感測器檢測大氣中羥基自由基》是依託揚州大學，由胡效亞擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：三級組裝感測器檢測大氣中羥基自由基
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡效亞
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

大氣中光化學反應的中間體、PM2.5形成的關鍵性物質-羥基自由基的檢測至今還沒有快速、簡便、可線上的檢測方法和設備。此種檢測方法的建立為研究PM2.5形成的機理、監控PM2.5及PM2.5的源分析發揮重要作用。本項目研究三級組裝感測器檢測羥基自由基的新方法。一級組裝指導電微米絲或導電微米孔的組裝（微米級），二級組裝指在一級組裝基體表面組裝納米材料（納米級），三級組裝指在一和二級組裝材料表面混合組裝羥基自由基捕集分子（皮米級）。三級組裝感測器可以實現對空氣具有良好的通透性、對羥基自由基的捕集有最大的捕集率、對電子的傳遞有較快的速度和對檢測有良好的選擇性和靈敏度。研究三級組裝材料的合成與組裝過程及結構表征，研究捕集分子的合成與捕集效率，研究感測器的電化學性質和回響特徵，研究一次性感測器的製備、性能最佳化和快速線上的檢測等。

結題摘要

該項目圍繞任務書計畫展開進行。本項目的主要研究內容包括：（1）捕捉分子的設計、選擇、空氣中羥基自由基的捕集裝置及捕集效率的研究。研究了羥基自由基捕獲劑的衍生化及其在電極表面的固定和電化學性質，捕獲劑與羥基自由基反應前後的電化學性質差異以及對空氣羥基自由基測定的可行性，基於捕獲劑電化學性質的變化，設計了捕集裝置，利用捕集裝置對揚州市空氣中羥基自由基的濃度進行了測定。（2）用於二級組裝的納米材料的合成、結構表征及性能研究。通過水熱法、溶液法、電化學方法等合成了不同形貌、不同組成、不同性質的納米顆粒，如金屬框架有機化合物、納米顆粒、納米片等，研究了這些納米顆粒在電極表面的組裝及電化學套用。（3）最佳化了組裝感測器的基底，選擇具有良好的導電性及氣體通透性的碳紙作為電極基底，將第二部分工作中所製備的納米顆粒通過自組裝等方式組裝到基底電極上，再組裝捕集分子，形成的三級組裝體。該組裝體集空氣中羥基自由基的採樣和測定為一體，簡化了大氣羥基自由基的測定過程。研究了三級組裝感測器的構建、表征、電化學性質及羥基自由基線上測定，利用該項目構建的感測器系統對不同天氣狀態下的空氣羥基自由基進行了測定，並與螢光法進行了比較，結果表明該系統可以在較短的採樣時間中方便快速的對大氣羥基自由基的含量變化進行測定。該項目共發表文章SCI 收錄論文38篇，申請專利四項，已授權一項；培養博士生3名，碩士生3名，畢業2名博士生和3名碩士生。