合肥研究院在三維多孔金納米材料增強As(III)檢測電分析行為研究中取得進展

　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所研究員劉錦淮和黃行九課題組在三維多孔的金納米材料增強As(III)檢測電化學行為方面的研究中取得新進展。該工作對于揭示As(III)在三維多孔的納米材料上的電化學行為具有重要的科學意義，相關成果發(fā)表在Sensors and Actuators B: Chemical 雜志上(Sensors and Actuators B 234 (2016) 404–411)。

　　此前研究發(fā)現(xiàn)金納米材料對類重金屬污染物As(III)的檢測具有良好的催化性能，為了提高其對As(III)檢測的電化學性能，研究工作者在對金納米材料形貌的調控方面做了大量的工作，并且取得了一定的研究成果。然而，大部分不同形貌的金納米材料對As(III)的檢測在很大程度上仍需要依賴強酸性介質，此外，對As(III)的檢測存在其他共存物質的干擾問題。因此，如何實現(xiàn)在溫和條件下As(III)的有效檢測，并且提高其抗干擾性能仍需要作進一步的探索。三維多孔的納米材料由于具有較大的比表面積及特殊的表面結構而被廣泛應用于電學、光學、催化等方面。通常情況下，由于利用簡單的化學腐蝕的方法所制備的三維多孔的金納米材料(np-Au)容易團聚，均勻地修飾到電極表面有一定的困難。因此，如何獲得np-Au均勻修飾的電極仍需探究。

　　針對以上問題，該工作首先嘗試利用原位化學腐蝕AuCu雙金屬納米顆粒的方法構筑np-Au修飾的玻碳電極，然后，在溫和的條件下 (pH5.0的醋酸鹽緩沖溶液)，探索研究了np-Au修飾的電極檢測As(III)的電化學行為。研究結果表明，原位化學腐蝕AuCu雙金屬納米顆粒能夠成功獲得np-Au均勻修飾的電極，且該電極在溫和的介質中能夠實現(xiàn)對As(III)的靈敏檢測，并且具有較強的抗干擾性能。相比金納米粒子修飾的玻碳電極，np-Au修飾的電極對As(III)的檢測表現(xiàn)出更優(yōu)異的電化學性能（高靈敏度及增強的抗干擾性），這主要歸因于np-Au具有三維、多孔、相互交聯(lián)韌帶的獨特結構。np-Au的獨特結構使其表面催化活性位點增多，并有利于As(III)與電子在電極界面的運輸，從而實現(xiàn)As(III)的有效富集及靈敏檢測。

　　同時，該工作也證明了納米結構材料的表面形貌與結構對其性能具有至關重要的作用，為進一步擴展設計三維多孔的納米材料應用于檢測其他有害物質提供一個新的思路。

　　該研究工作得到了國家重大科學研究計劃項目和國家自然科學基金等項目的支持。