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智能所持久性有毒化学污染物检测研究取得系列进展

2011.5.27

　　近年来，中科院合肥物质科学研究院智能所仿生功能材料与传感器件研究中心刘锦淮研究员（973首席科学家）和黄行九研究员（中科院“百人计划”）领衔的研究团队一直致力于探索与发展基于纳米材料和纳米结构的污染物快速痕量检测技术，并已取得一系列研究成果。

　　持久性有毒化学污染物(Persistent Toxic Substances, PTS)与臭氧层破坏和温室效应一样，并称为21世纪影响人类生存与健康的三大环境问题。在众多的持久性有毒化学污染物中，持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs)和重金属污染是目前面临的环境污染重大问题。目前，多介质环境中有关PTS污染特征、分布、迁移转化机理、演变趋势、过程动力学、生物有效性等理论问题，以及现场诊断、控制、治理和修复的技术原理，成为当今国际PTS研究的热点和难点。但是，现有的常规检测设备很难实现快速痕量检测。

　　智能所研究团队针对其中多氯联苯类环境持久性有机物难以通过直接的电化学氧化还原反应原理进行检测的难题，首次提出基于单壁碳纳米管/芘环环糊精(SWCNTs/PyCD)复合材料的多氯联苯的电化学交流阻抗检测方法。该复合物修饰电极具有较高的灵敏度，同时具有很好的稳定性、重复性与选择性。有关成果已发表在英国《化学通讯》上（Chemical Communications, 2011, 47, 5340-5342)。

　　同时，研究人员又合成了另外一种环糊精衍生物单体，得到一个新的单壁碳纳米管杂化材料（SWCNT-PCD），并制成了单壁碳纳米管场效应管电学传感器件。该器件发挥了环糊精有很好的分子识别性的优点，对自然界中的持久有机污染物（POPs）表现出优良的灵敏性和选择性识别性能，该传感器在环境检测中将潜在的应用价值。有关成果已发表在英国《材料化学杂志》上（Journal of Materials Chemistry, 2011, DOI 10.1039/C0JM04552G）。

　　此外，研究人员还利用二氧化硅纳米颗粒模板法以及离子印迹法构筑了系列纳米结构阵列电极，分别实现了对水中污染物三硝基甲苯、重金属离子汞的选择性检测。有关成果已发表在英国《电化学学报》上（Electrochimica Acta 2010, 56, 102-107； Electrochimica Acta 2010, 56, 463-469； Analytica Chimica Acta 2011, 685, 21-28)。

　　相关研究工作得到了国家重点基础研究发展计划（973项目）“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”、“面向持久性有毒污染物痕量检测与治理的纳米材料应用基础研究”、国家自然科学基金委重大研究计划“纳米制造的基础研究”、中科院“引进海外杰出人才”百人计划等项目的支持。