環(huán)境中持久性有毒污染物檢測新策略誕生

　　持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances，PTS)是目前面臨的重大環(huán)境污染問題，它包括持久性有機(jī)污染物(POPs)和重金屬污染物等。大多數(shù)持久性有毒污染物通常具有化學(xué)惰性和高介電性，其檢測通常依賴大型儀器，如色譜法、質(zhì)譜法等。近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員黃行九及其團(tuán)隊(duì)巧妙利用污染物的高介電性及其與環(huán)糊精分子主客體分子的識別能力，提出了一種基于“電子傳輸阻斷效應(yīng)”的環(huán)境中持久性有毒污染物檢測新策略。

　　研究人員在不同尺寸的電化學(xué)電極上修飾環(huán)糊精，細(xì)致研究了典型持久性有機(jī)污染物與重金屬污染物在修飾電極體系中的電化學(xué)阻抗譜。研究結(jié)果表明：(1)當(dāng)電極尺度越小，對痕量持久性有毒污染物的響應(yīng)靈敏度和分辨率越高，其中當(dāng)電極尺度為400nm時(shí)，對PCB-77檢測限達(dá)到fM量級，對Cr(VI)檢測限達(dá)到pM量級。(2)修飾金納米電極、微電極比在常規(guī)電極上的檢測靈敏度高得多，并且檢測的濃度更低。(3)通過調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液的pH，發(fā)現(xiàn)了電極對Cu(II), Zn(II), Cd(II),Pb(II)和Mn(II)等二價(jià)重金屬離子電子轉(zhuǎn)移的開關(guān)效應(yīng)。最后，利用尺寸匹配效應(yīng)對工作電極選擇性檢測持久性有機(jī)污染物的機(jī)理進(jìn)行了合理解釋。相關(guān)研究結(jié)果以內(nèi)封面論文發(fā)表在Wiley旗下期刊《先進(jìn)科學(xué)》雜志上(Advanced Science, 2015, DOI:10.1002/advs.201570013)，并被材料點(diǎn)評(Materials Views)中文版網(wǎng)站報(bào)道。

　　該研究工作得到了國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃納米專項(xiàng)項(xiàng)目“應(yīng)用納米技術(shù)去除飲用水中微污染物的基礎(chǔ)研究”支持。