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西安交大:介孔金属氧化物基传感材料重要进展!
发布日期:2018-11-16 15:23:56

  西安交大:介孔金属氧化物基传感材料重要进展!

       介孔金属氧化物集成了介孔材料高比表面积、丰富的孔道(孔径2-50纳米)以及金属氧化物的磁、光、电等性质,在清洁能源、传感、催化等领域有着巨大的应用前景。但是,目前缺乏一种普适的方法合成组分及结构可控的介孔金属氧化物纳米颗粒。

  植物多酚是一种价格低廉、无毒、已实现工业化生产的天然提取物,广泛用于皮革、墨水等领域。基于植物多酚配位化学的基本原理,生命学院赵永席教授团队魏晶教授等人以不同的金属-多酚配合物为前驱物,通过控制配合物的热分解过程,得到了一系列不同组成及内部结构的介孔金属氧化物纳米颗粒(如氧化铝、氧化锌、氧化钴、氧化铁、氧化铜)。

  研究发现,金属会影响有机物(即植物多酚)的热分解过程,比如铝会增强有机骨架的稳定性,铁、铜、钴元素会加速有机骨架的分解。有机物的分解温度和金属氧化物的结晶温度共同影响介孔金属氧化物的内部结构(如实心或空心结构)。由于介孔金属氧化物具有规则的形貌、高比表面积及高结晶度,这种材料进一步用于构筑气体传感器,可实现酒精气体的高灵敏、高选择性检测。

  同时这种介孔金属氧化物材料与核酸(DNA, RNA)的磷酸基团有着强的配位作用,可有效吸附DNA探针分子。可进一步构筑介孔金属氧化物基纳米探针,实现核酸的高灵敏、高特异性检测。由于植物多酚可以和不同种类的金属离子形成配位物,这种简单的热分解方法有望用于低成本、大规模制备多种组分介孔金属氧化物,并广泛用于环境催化、清洁能源的存储与转化、气体传感及生物传感等领域。

  该研究工作在材料类国际权威杂志Advanced Functional Materials(影响因子13.325)上在线发表。