中國粉體網(wǎng)訊  近期，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所研究員黃行九課題組結合XPS技術詳細研究了重金屬離子與Fe/Mg/Ni三元插層納米材料（Fe/Mg/Ni-LDH）的作用機制并成功實現(xiàn)對Pb(II)的高選擇性檢測。相關的研究成果已發(fā)表在Journal of Hazardous Materials。

由于實際水環(huán)境中大量共存離子的存在，如何實現(xiàn)目標有害重金屬離子高靈敏無干擾的檢測一直是電分析領域的一個巨大挑戰(zhàn)。課題組前期的研究工作發(fā)現(xiàn)納米材料對重金屬的電化學檢測性能與其對重金屬離子的吸附性能密切相關。但是如何獲得對重金屬離子具有選擇性吸附的納米材料及其選擇性的作用機制研究還存在著很多的不足。

該課題組選擇了具有優(yōu)異吸附性能的鐵基層狀雙羥基復合金屬氧化物插層材料來構筑電化學敏感界面并用于對Pb(II)的選擇性的檢測。研究人員結合XPS技術對Fe/Mg/Ni納米材料的選擇性檢測Pb(II)的行為進行了仔細深入的研究。研究結果表明，不同重金屬離子與納米材料表面大量暴露的金屬羥基鍵的作用方式不同。Cd(II), Zn(II), Cu(II), Hg(II)這些共存干擾離子多數(shù)是以非特異性結合的靜電作用方式與解離的羥基（-O-）結合，而Pb(II)則更多的是以選擇特異性的結合方式與未解離羥基形成M-O-Pb(M=Fe, Mg, Ni)。

此外，在檢測的最優(yōu)條件下，F(xiàn)e/Mg/Ni-LDH 納米材料表面的未解離的羥基要明顯多于解離的羥基，這種對不同重金屬離子的差異性作用方式導致了選擇性的吸附，從而最終實現(xiàn)選擇性的檢測。研究人員發(fā)現(xiàn)Fe/Mg/Ni三元插層納米材料可以實現(xiàn)水環(huán)境中的Pb(II)高選擇性無干擾檢測，并獲得很高的靈敏度(68.1 μA μM-1)和較低的檢測限(0.032 μM)。該工作將納米材料對重金屬離子的吸附性能和電化學行為有機結合起來，為今后開發(fā)新型的納米材料用于實際水體電化學分析檢測提供了新穎的方法思路。

該研究工作得到了國家自然科學基金和中科院創(chuàng)新交叉團隊等項目的支持。（來源：中科院合肥物質科學研究院）

重金屬離子在Fe/Mg/Ni插層材料表面的作用方式和實現(xiàn)對Pb(II)選擇性檢測的示意圖