我國學者發現貴金屬和空位對重金屬離子的協同催化作用

　　近期，智能所黃行九研究員研究小組發現納米復合材料中貴金屬和空位對重金屬離子產生的協同催化作用。小組成員利用Au/N-deficient-C3N4修飾玻碳電極實現了水中微污染物Pb(II)的高靈敏、高選擇性檢測。

　　納米材料修飾電極對痕量重金屬離子的定性定量分析是目前環境分析領域研究熱點之一。石墨烯C3N4作為一種典型的二維半導體材料，被廣泛應用于光催化領域，例如污染物降解、分解水制取氫氣氧氣、氧氣還原等方面。

　　該研究利用在石墨烯C3N4中制造N空穴并修飾Au納米顆粒，來制造活性位點。此外，該工作還在協同催化作用下實現了對Pb(II)的高靈敏、高選擇性及高抗干擾檢測。研究結果表明，Au/N-deficient-C3N4檢測鉛離子的靈敏度高達1223.0 μA μM-1cm-2。科研人員進一步利用X射線光電子能譜（XPS）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、電子順磁共振（ESR）以及元素分析（EA）等表征手段證明N空穴的形成，使得N-dificient-C3N4具有良好的電子傳輸性質，同時，金納米顆粒的修飾促進了材料對鉛離子氧化還原的過程。此外，XPS結果證實了Au/N-deficient-C3N4與鉛離子之間的強化學作用，這極可能為Au/N-deficient-C3N4電化學敏感界面對鉛離子電化學檢測具有很好的選擇性及抗干擾性的原因。

　　研究小組提出的方法也用于實際水樣中Pb(II)的檢測，實驗結果表明該分析方法具有檢測實際水樣中污染物Pb(II)的應用潛力。此外，該研究也為一些本身電化學活性較差的半導體材料提供了一個新的改造方法：缺陷工程及協同催化，使其可用于電化學分析重金屬離子。