李鹏课题组报道快速、便携、高选择性的芥子气模拟物光电化学传感器
时间:2022-07-08 浏览次数:1167

       芥子气(mustard gas)是一种硫醚化学物,因其具有高毒性而对人类生命构成重大威胁。开发针对硫醚类化合物的快速、便携化、超灵敏检测器对于防护和急救都至关重要。现有的检测手段包括荧光技术、红外技术以及气相色谱技术等。然而,这些检测方法对仪器设备要求高,便携化程度低。相对而言,光电化学传感具有测试速度快、能耗低、便于携带等优势,更易形成可穿戴的便携化传感装置。传统的光电传感材料是基于金属氧化物的半导体材料,与检测物的识别原理是基于材料和检测物的表面化学作用,这种作用产生的光电信号对于同类化合物缺乏差异性,如何设计新型的传感材料实现对结构相似的硫醚化合物分子的选择性识别是目前的最大挑战。一种可行的解决方法是利用多孔分子陷阱材料所具有的尺寸筛分效应和位点识别效应制备可以选择性检测硫醚化合物的光电化学传感器。

       近日,复旦大学化学系李鹏课题组合成了一类银纳米颗粒负载的氢键有机骨架(AgNPs@HOFs)光电活性材料,与传统半导体以及MOF材料相比,这种AgNPs@HOFs材料展现出优异的光电转换能力。他们利用该材料构建便携芥子气模拟物2-氯乙基乙基硫醚(CEES)光电化学传感器,在对13种不同的芥子气模拟物测试中,传感器能快速、准确识别CEES,对CEES最低检测线低至15.8 nmol L-1,器件具有优异的重复检测能力(大于30次)与长期工作稳定性(30天),表明了这种器件在实际操作场景的应用潜力,而且为进一步发展具有超高灵敏度和选择性的新型硫醚类化合物传感器提供可能。相关研究工作日前以《Ultrafine Silver Nanoparticle Encapsulated Porous Molecular Traps for Discriminative Photoelectrochemical Detection of Mustard Gas Simulants by Synergistic Size-exclusion and Site-specific Recognition》为题发表于《Advanced Materials》上。


       论文第一作者为复旦大学化学系博士研究生汪晨,论文通讯作者为复旦大学化学系李鹏研究员、周亚明教授和美国西北大学Omar K. Farha教授。复旦大学化学系为论文第一完成单位,该研究得到复旦大学人才引进启动基金和复旦大学国家重大项目预研项目的资助支持。

 

       全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202202287