光电化学传感器的研究进展

光电化学传感器以光作为激发源,以光电流或光电压作为检测信号,具有响应快速、灵敏度高、设备简单等特点,目前已在环境、食品、医学等多个领域的分析测试中得到广泛应用。该文阐述了光电转换材料与光电化学传感器的制备方法,介绍了光电化学传感器的原理和分类。光电化学传感器包含光寻址电位型传感器和电流型光电化学传感器,其中,电流型光电化学传感器由于优良的光电性能、检出限低、所需材料低廉且易加工等优势而被广泛应用。文中着重介绍了电流型光电化学传感器在金属离子、有机污染物、核酸、蛋白质、细胞等方面的应用,并对光电化学传感器的发展前景进行了展望。     

光电化学传感器的构建及应用

光电化学分析是基于光电化学过程和化学/生物识别过程建立起来的一种新的分析方法。该方法以光作为激发信号,以光电流作为检测信号,具有灵敏度高、响应快速、设备简单和易微型化等优点,在生物和环境等分析领域受到了广泛关注。电极表面修饰的光电层在吸收光子后被激发,所产生的载流子发生电荷分离和电子迁移,进而产生光电流。通过在光电层上进一步修饰传感识别单元,利用直接氧化还原、分子识别与结合、酶催化等方法所导致的光电流的变化与待测分子之间的数量关系,可实现对目标物的定量分析。因此,光电化学传感器在功能结构上包括光电转换单元和传感识别单元两部分,光电层的材料选择和传感识别策略是光电化学传感器构建的两大关键点。本文在对光电化学传感器基本原理及应用领域总结的基础上,对光电化学传感器的材料选择和传感模式进行了分析和综述。     

水热法合成过渡金属氧化物纳米材料及其在食品安全检测传感器中的应用进展

以Fe,Co,Mn,Zn等过渡金属制备的氧化物纳米材料具有制备简单、形貌可控以及电化学活性高等特点,且可以固定在电极表面,在电化学传感器的应用中显示了广阔前景。该文重点介绍了过渡金属氧化物水热合成方法的研究进展,并简要阐述了基于过渡金属氧化物纳米材料的新型电化学传感器在食品安全快速检测领域的应用进展。     

过渡金属氧化物氧还原催化剂的研究进展

过渡金属氧化物（TMOs）是阴离子交换膜燃料电池最有前途的氧还原催化剂之一. 目前,TMOs的氧还原活性同铂基催化剂相比仍然有一定的差距,研究如何合成具有高催化活性的TMOs催化剂非常重要. 导电性和本征活性一直被认为是开发高性能TMOs催化剂的两个关键因素,本文着重总结与评述了近年来有关TMOs氧还原催化剂在导电性和本征活性方面的研究进展,尝试提出了未来提高TMOs氧还原催化活性的努力方向.     

过渡金属氧化物插层化学及其电催化应用的新进展（英文）

插层化学是指客体插入到主体形成插层化合物的过程.近年来,插层化学作为一种有效的材料结构修饰方法,已广泛应用于电化学储能和转换领域.过渡金属氧化物由于其结构和成分的可调性,在插层性能和应用方面取得了很大进展,但仍存在插层机理及性质变化原因不明确等问题.本文首先对过渡金属氧化物的插层机理进行了综合评述,分析归纳了常见的插层制备方法,然后总结了插层过渡金属氧化物在电催化中研究的最新进展,最后对该领域未来面临的机遇和挑战进行了展望.     

光电化学传感器的构建及研究进展

光电化学传感器是以光为激发源,光电流或光电压为检测信号,通过电化学、生物识别等手段定量分析待测物与光电流或光电压之间关系的新型技术。其原理是当光照射到光电活性材料时,材料中的电子受到激发,其上面的识别探针捕获目标分析物,引起光电流或光电压变化。当目标物的浓度变化时,光电信号发生相应的变化,两者之间呈现出函数关系,因此,可以通过光电信号变化,来定量测定目标物。在光电化学传感器中,因其激发源(光)与检测信号(电流或电压)的完全分离极大地减少了背景信号的干扰;又因具有响应快速、灵敏度高、设备简单、价格低廉易于微型化等优点,使光电化学传感器在各大领域备受瞩目。本文介绍了光电化学传感器的基本原理、特点、分类及其应用,并对有代表性的研究和发展前景做了总结和评述。     

DNA损伤的光电化学传感器检测

DNA是生物体主要的遗传物质,DNA损伤在生物体内经常发生。一些内源性和外源性物质可对细胞核内DNA造成氧化和修饰等结构性损伤。未经修复的损伤DNA可导致基因突变甚至癌症的发生。DNA电化学传感器具有快速、灵敏、低成本和易于小型化等优势,非常适用于化学品和环境化合物致DNA损伤毒性的快速筛查。本文首先简要介绍目前流行的DNA电化学传感器的类型和工作原理,然后以我们实验室的工作为基础,重点论述针对DNA损伤检测的电化学和光电化学传感器,包括用于化合物基因毒性快速鉴定的通用型传感器和特定DNA损伤产物（8-羟基脱氧鸟苷,甲基化DNA碱基）定量检测的专用型传感器。最后对DNA损伤电化学传感器目前存在的问题和未来可能的发展方向进行展望。     

Z-scheme基光电化学传感器的构建及其研究进展

光活性半导体之间的电子转移路径对光电化学传感器的光电性能具有重要影响,有效的电子传输方式对增强光电转换效率和提升传感器的灵敏度均具有重要意义.Z-scheme机制在提升光致载流子迁移效率的同时,可最大程度地保留光电活性半导体的氧化还原能力.因此,Z-scheme基光电化学传感体系的构建和设计备受关注.本文以Z-sche...     

TiO2-B纳米管负载过渡金属氧化物的电化学嵌锂性能

采用碱性条件下的水热法合成了质子钛酸盐纳米管,在此基础上采用化学沉淀方法制备了负载过渡金属(Co,Ni和Cu)氢氧化物的纳米管材料,然后在300 ℃氩气氛下烧结后得到负载过渡金属(Co,Ni和Cu)氧化物TiO₂-B纳米管。采用XRD和TEM等对其结构与形态进行了表征,采用恒电流充放电、循环伏安以及交流阻抗测试研究了其电化学嵌/脱锂性能。结果表明,TiO₂-B纳米管通过负载过渡金属(Co,Ni和Cu)氧化物纳米颗粒之后,改善了TiO₂-B纳米管的高倍率放电性能和循环稳定性。其中,负载NiO和CuO的TiO₂-B纳米管的高倍率放电性能和循环稳定性较为突出。研究还表明,负载过渡金属氧化物纳米颗粒后,有助于保持TiO₂-B纳米管在动态反应条件下的拟电容反应控制特征,并不同程度地减小了TiO₂-B纳米管的表面电荷转移电阻,这是TiO₂-B纳米管的电化学性能改善的主要原因。     

过渡金属三元化合物的制备及其应用于超级电容器的研究进展

过渡金属三元化合物由于其卓越的物理化学性质,受到了越来越多的研究关注,并被应用于电子、光学和光电设备等领域。 本文对近几年过渡金属三元化合物的制备及其在电化学超级电容器的应用研究进展进行了总结。 对比讨论了其电化学性能与优缺点,并对其研究方向进行了展望。     

过渡金属基MOF材料在选择性催化还原氮氧化物中的应用

选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最广泛的工业脱硝技术,研发具有优良活性和抗毒化性能的催化剂体系是研究学者关注的重点。过渡金属氧化物和金属有机骨架(MOF)材料因其优良的氧化还原性能在脱硝领域受到了广泛关注和研究,且研究学者发现将过渡金属氧化物与MOF材料结合能够进一步提高催化剂的脱硝活性。本文综述了近年来主要应用于NH₃-SCR反应的系列单过渡金属基MOF脱硝催化剂和复合过渡金属基MOF脱硝催化剂的研究进展,阐述了过渡金属基MOF脱硝催化剂抗水抗硫中毒性能和热稳定性的强化方法,并展望了未来过渡金属基MOF脱硝催化剂的主要研究方向：综合利用不同过渡金属氧化物的特点并结合金属氧化物间的强相互作用,制备得到具有优良脱硝活性、抗水抗硫性能和热稳定性的新型过渡金属基MOF脱硝催化剂,进一步通过实验和仿真模拟相结合制备高效过渡金属基MOF脱硝催化剂以满足工业化需求。     

过渡金属氧化物修饰石墨毡阴极及电催化氧化性能测试

采用H₂O₂化学预处理石墨毡,并将过渡金属氧化物CeO₂负载到石墨毡上,制备出复合石墨毡阴极材料。研究结果表明H₂O₂处理可增加石墨毡的含氧官能团,改善表面亲水性,进而提高CeO₂的负载量,XRD分析表明石墨毡表面负载的CeO₂为萤石结构。电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安曲线(CV)分析表明修饰后的石墨毡电荷传输阻力变小,氧化还原电流强度显著增强,活性表面积增大8倍,线性扫描(LSV)实验表明改性石墨毡在氧还原过程中具有较大的电流密度,是未改性前的8.5倍。采用改性石墨毡作为阴极,进行电芬顿催化降解甲基橙测试,20 min脱色率达到96.8%,与未改性石墨毡相比,去除率提高133.2%,显著提高了其电催化氧化性能。     

过渡金属氧化物修饰石墨毡阴极及电催化氧化性能测试

采用H2O2化学预处理石墨毡,并将过渡金属氧化物Ce O2负载到石墨毡上,制备出复合石墨毡阴极材料。研究结果表明H2O2处理可增加石墨毡的含氧官能团,改善表面亲水性,进而提高Ce O2的负载量,XRD分析表明石墨毡表面负载的Ce O2为萤石结构。电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安曲线(CV)分析表明修饰后的石墨毡电荷传输阻力变小,氧化还原电流强度显著增强,活性表面积增大8倍,线性扫描(LSV)实验表明改性石墨毡在氧还原过程中具有较大的电流密度,是未改性前的8.5倍。采用改性石墨毡作为阴极,进行电芬顿催化降解甲基橙测试,20 min脱色率达到96.8%,与未改性石墨毡相比,去除率提高133.2%,显著提高了其电催化氧化性能。     

纳米过渡金属催化剂在有机合成中的应用进展

纳米尺度的催化剂具有高的比表面积和表面能, 其催化活性显著高于传统催化剂. 综述了近年来纳米级过渡金属催化剂在有机合成方面的应用, 并对其发展作了展望.     

二维过渡金属硫族化合物在超级电容器中的研究进展

近年来, 过渡金属硫族化合物(TMDs)作为一种新兴的二维材料, 因其独特的层状结构及电学特性成为超级电容器电极材料的理想候选者之一. 本文介绍了二维TMDs的常用合成方法, 阐述了钼基、 钨基和钒基等TMDs在超级电容器中的研究进展, 分析了形貌、 尺寸和改性方法等因素对TMDs材料电化学性能的影响, 并对TMDs在超级电容器领域的工业化应用和挑战进行了总结与展望.     

二维过渡金属硫族化合物纳米材料的制备与应用研究进展

二维过渡金属硫族化合物（TMDCs）纳米材料是一种新型的类石墨烯材料,具有优异的电学、光学及催化特性.简要介绍了TMDCs的晶体结构和电子特性;详细综述了常用的制备方法,主要包括机械剥离法、水（溶剂）热合成法、化学气相合成法等,并总结了各种方法的优缺点;归纳了二维TMDCs在电子器件、光电器件、传感器、微波吸收、储能和催化等方面的应用研究进展;最后总结了该领域存在的问题,展望了研究前景.     

过渡金属催化的碳镁化反应研究进展

综述了过渡金属(锆、铁、铜、锰)催化的碳镁化反应以及该反应在不同底物、不同反应条件下产物的区域或立体选择性,并介绍了碳镁化反应在有机合成中的应用。参考文献56篇。