项目名称: 金属有机骨架(MOFs)材料的光电化学特性及其在生物传感中的应用研究

项目编号: No.21505147

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 高分子科学

项目作者: 侯传涛

作者单位: 青岛大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 光电化学传感器具有快速、灵敏的优点,在食品检测、环境监测、生物医学等领域具有广阔的应用前景。传统的半导体材料如纳米结构二氧化钛和CdS量子点存在带宽较大、重金属毒性或者容易被光腐蚀等固有缺点,新型半导体材料有望显著提供稳定的光电信号而改善光电化学传感器的性能。本项目拟以金属有机骨架(MOFs)材料为研究对象,通过筛选并合成纳米级半导体MOFs材料或者复合材料,构建合理的基于MOFs材料的光电化学体系,探讨其光电特性和光电流产生的机理;通过构筑光电传感体系,考察MOFs特有的多孔结构对传感性能的影响,并以半胱氨酸、谷胱甘肽为模型,建立光电流信号与被测物含量的线性关系,制备出性能优良的光电化学传感器。本项目的成功实施将为新型光电化学传感器的构建提供新思路,并拓展MOFs材料的应用范围。

中文关键词: 金属有机骨架;光电特性;光电化学机理;生物传感

英文摘要: Photoelectrochemical (PEC) sensors have attracted much attention in food assay, environmental monitoring and medical diagnosis because of their high response and sensitivity. However, great issues existed for the most used semiconductors (nanostructured titanium dioxide and CdS quantum dots) such as high band gap, heavy metal toxicity, and photocorrosion. Therefore, the development of novel semiconductive materials could provide stable photoelectronic signal to improve the sensing performance. This project will focus on the fabrication of metal-organic frameworks (MOFs) based PEC sensors. Nanoscale semiconductive MOFs or their composites with high PEC performance will be synthesized. And then reasonable PEC system will be established. Further, the mechanism of photocurrent generation will be discussed, and the influence of the unique porous structure of MOFs on the sensing performance will also be investigated. Finally, taking cysteine and glutathione as models, PEC sensors with high performance will be fabricated by establishing the correlation between the photocurrent intensity and the analyte concentration. This study will provide new concept for conduction of novel PEC sensors. Meanwhile, the application areas of MOFs will be expanded.

英文关键词: Metal-organic frameworks;Photoelctrochemical properties;Photoelctrochemical mechanism;Biosensing

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