氧化物复杂纳米结构的可控腐蚀构筑和PCBs敏感性能研究

以PCBs痕量探测为目标牵引，采用化学腐蚀辅助技术，以氧化锌为模型材料，利用化学腐蚀对氧化物纳米结构的表面加工，可控的构筑氧化物复杂纳米结构，研究腐蚀条件（包括腐蚀溶液配方，腐蚀温度等）对复杂纳米结构的形态控制，探索纳米结构的形貌、掺杂和表面修饰对多氯联苯吸附性能的影响，分析产生强吸附的微观机制，筛选出对多氯联苯具有强吸附性能的氧化物半导体复杂纳米结构，建立复杂纳米结构电信号响应与多氯联苯敏感性之间的关系，实现复杂纳米结构对气相多氯联苯的痕量检测。持久性有机污染物具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害。开展本项目研究，对于发展新型持久性有机污染物探测器件不仅具有重要科学意义，而且具有重要的应用价值。

按照项目任务书研究计划，重点研究了氧化物微纳米结构及阵列以及选择性探测有机污染物的微纳结构材料及器件的制备表征。受本项目资助的工作，已经发表 SCI 收录论文7篇，包括Journal of the American Chemical Society一篇，Advanced Materials一篇， Journal of Materials Chemistry A一篇，Applied Physics Letters一篇，Nanotechnology一篇，Nanoscale Research Letters 一篇，受邀撰写Pure Applied Chemistry综述一篇。另外，受邀撰写书目章节一章，获授权国家发明专利1项，参加国际学术会议并做邀请报告1次。所获得研究成果总结如下：.（1）制备：利用溶液法，胶体晶体模板法和液相脉冲辐照法合成了多种新奇微米纳米结构,包括氧化锌纳米管阵列，氧化锡多孔薄膜，氧化锌亚微米球，单晶氧化钛亚微米空心球，银亚微米球。.（2）敏感性能研究：以氧化锌微纳米球为检测单元，以各种挥发性有机物为检测物，发现了氧化锌微纳米球对有毒污染物分子的选择性吸附，进一步研究表明臭氧化处理可以进一步提高所得结构对有毒污染物分子的选择性吸附，基于X射线光电子谱分析提出了选择性吸附增强的内在机制；利用多孔薄膜的可转移特性，构筑了多孔薄膜的气敏元件，实现了对有毒污染物分子的选择性探测，并提出了掺杂对选择性探测气体分子的影响机制。.（3）对所获得新奇微米纳米结构的物性进行了拓展研究：发现液相激光辐照可以提高银微米纳米结构的电化学性能；发现氧化钛亚微米空心球结构在量子点敏化太阳能电池上有明显的光散射增强作用。.总之，我们在氧化物微米纳米结构构筑以及对有机物的选择性吸附及机制研究的研究工作基础之上，在电化学及光伏应用方面有新的拓展研究，这将为以后全面开展氧化物复杂纳米、微纳结构在气敏，光学以及光伏中的应用奠定良好基础。