固体所获中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖

发表时间: 2021-12-02 作者:李培华
       近日,中科院合肥研究院固体所环境材料与污染控制研究部与中科院上海高等研究院合作的系列研究成果“基于同步辐射技术的环境电分析传感机理研究”荣获2021年中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖,固体所杨猛副研究员为第一完成人,李丽娜、李培华、陈石华、黄行九为主要完成人。
       近5年来,研究团队主要围绕敏感界面与环境有毒污染物的微观相互作用机制及功能型传感界面的定向调控开展研究。依托大科学装置同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)等光谱技术,结合电极微观动力学数值模拟及理论计算等手段,系统研究了基于原子级调控的敏感界面对重金属电分析行为的影响,并从催化的角度深入研究了重金属离子电分析的传感机理。在Anal. Chem.、Small、Chem. Commun.、TrAC-Trend. Anal. Chem.等期刊上发表论文30余篇,研究成果得到了国内外同行的认可和高度评价,在环境分析领域产生了积极的影响。
       取得的主要创新性研究成果如下:
      (1)围绕缺少从催化角度科学认识电化学检测等问题,探究了Co、Pt单原子和Au团簇催化剂对重金属离子的电催化相互作用,从反应能垒、成键方式及电子转移过程等原子层面揭示了敏感材料的催化特性对电分析行为的重要影响(Anal. Chem. 2020, 92, 6128; Anal. Chem. 2021, 93, 15115; Anal. Chem. 2021, 93, 14014)。
      (2)针对电化学检测过程中共存离子间干扰严重的问题,探究了Cd与Cu之间相互干扰的本质原因,提出了“金属间置换干扰机制”(Anal. Chem. 2019, 91, 9978)和“电子诱导干扰效应”(Anal. Chem. 2018, 90, 4328)。
      (3)聚焦电化学选择性和增敏机制,研究了一系列纳米材料的表面理化性质对重金属离子电化学行为的影响,从电子转移的过程、电子结构和能级轨道的角度揭示电分析机制,提出了通过原子层面调控敏感材料催化活性位点构建电化学传感界面的普适性策略。如:①Co@Co3O4中金属Co单质激发氧化物本征电催化活性,会产生新的与特定分析物相匹配的轨道能级,实现对复杂样品中痕量分析物的高选择性检测(J. Hazard. Mater. 2021, 416, 126157; Anal. Chem. 2018, 90, 4569);②异相掺杂和缺陷工程能够在本征电化学活性惰性的TiO2基底材料上构筑富电子的活性位点,为还原重金属离子提供了电子,从而提高了检测灵敏度(Chem. Commun. 2018, 54, 9329; Anal. Chem. 2017, 89, 3386);③发现了表面富含氧空位的纳米材料(Ce/MoO3、Au/Fe3O4)中界面活性氧是电子传递的中间介质,可以加快电子转移和氧化还原速率(Anal. Chem. 2020, 92, 16089; Anal. Chem. 2018, 90, 4569)。
       中国分析测试协会是经科技部认定的具有国家科学技术奖提名资格的单位。中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)是由国家科学技术奖励工作办公室批准的我国分析测试领域唯一的社会团体奖项,该奖项是授予在分析测试新原理、新方法、新技术及新应用等方面取得突出成果贡献,创造显著社会、经济效益的科技工作者和组织。自1993年设奖以来,获奖成果基本反映了国内分析测试领域新原理、新方法、新技术、新应用的研究方向与发展水平,许多优秀获奖成果已获评国家科学技术奖。