中國(guó)粉體網(wǎng)訊 近期,,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研究員黃行九課題組結(jié)合XPS技術(shù)詳細(xì)研究了重金屬離子與Fe/Mg/Ni三元插層納米材料(Fe/Mg/Ni-LDH)的作用機(jī)制并成功實(shí)現(xiàn)對(duì)Pb(II)的高選擇性檢測(cè)。相關(guān)的研究成果已發(fā)表在Journal of Hazardous Materials,。
由于實(shí)際水環(huán)境中大量共存離子的存在,,如何實(shí)現(xiàn)目標(biāo)有害重金屬離子高靈敏無(wú)干擾的檢測(cè)一直是電分析領(lǐng)域的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。課題組前期的研究工作發(fā)現(xiàn)納米材料對(duì)重金屬的電化學(xué)檢測(cè)性能與其對(duì)重金屬離子的吸附性能密切相關(guān),。但是如何獲得對(duì)重金屬離子具有選擇性吸附的納米材料及其選擇性的作用機(jī)制研究還存在著很多的不足,。
該課題組選擇了具有優(yōu)異吸附性能的鐵基層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物插層材料來(lái)構(gòu)筑電化學(xué)敏感界面并用于對(duì)Pb(II)的選擇性的檢測(cè)。研究人員結(jié)合XPS技術(shù)對(duì)Fe/Mg/Ni納米材料的選擇性檢測(cè)Pb(II)的行為進(jìn)行了仔細(xì)深入的研究,。研究結(jié)果表明,,不同重金屬離子與納米材料表面大量暴露的金屬羥基鍵的作用方式不同,。Cd(II), Zn(II), Cu(II), Hg(II)這些共存干擾離子多數(shù)是以非特異性結(jié)合的靜電作用方式與解離的羥基(-O-)結(jié)合,而Pb(II)則更多的是以選擇特異性的結(jié)合方式與未解離羥基形成M-O-Pb(M=Fe, Mg, Ni),。
此外,,在檢測(cè)的最優(yōu)條件下,F(xiàn)e/Mg/Ni-LDH 納米材料表面的未解離的羥基要明顯多于解離的羥基,,這種對(duì)不同重金屬離子的差異性作用方式導(dǎo)致了選擇性的吸附,,從而最終實(shí)現(xiàn)選擇性的檢測(cè)。研究人員發(fā)現(xiàn)Fe/Mg/Ni三元插層納米材料可以實(shí)現(xiàn)水環(huán)境中的Pb(II)高選擇性無(wú)干擾檢測(cè),,并獲得很高的靈敏度(68.1 μA μM-1)和較低的檢測(cè)限(0.032 μM),。該工作將納米材料對(duì)重金屬離子的吸附性能和電化學(xué)行為有機(jī)結(jié)合起來(lái),為今后開(kāi)發(fā)新型的納米材料用于實(shí)際水體電化學(xué)分析檢測(cè)提供了新穎的方法思路,。
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的支持,。(來(lái)源:中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院)
重金屬離子在Fe/Mg/Ni插層材料表面的作用方式和實(shí)現(xiàn)對(duì)Pb(II)選擇性檢測(cè)的示意圖