完成单位：西华师范大学化学化工学院、南开大学化学学院、内江师范学院化学化工学院

完成人：杨秀培，赵斌，霍峰，王亚，唐凤琳，侯胜利，张倩，陈连芳，刘宇航，张艺

成果简介：光化学检测具有灵敏度高、检测速度快、操作简单及价格低廉等优点，但基于样品基质的干扰，如何开发高选择性、高灵敏度的光化学传感器仍具巨大挑战。本成果通过设计可控合成了高酶活性的单原子纳米酶、碳量子点、金属团簇及金属有机框架等微纳材料，构建了系列高选择、高灵敏的比色或荧光传感体系，为环境痕量污染物和食品质量安全检测提供了新策略和新途径。

创新点及科学价值：（1）提出了B掺杂Zn-N-C（ZnBNC）单原子纳米酶的设计及可控合成策略，证实原子分散的ZnN₄-B₂结构组成及B的引入明显改善材料的亲水性和缺陷，构建了一种可用于高灵敏、高选择性检测对苯二胺（PPD）的比色分析方法。以叶酸为模板剂，采用水热高温裂解制备了具有层状堆积的Fe/Cu双活性中心单原子纳米酶，通过提高金属原子的负载量，增加其缺陷程度，提高其类酶催化活性，建立了高灵敏度、高选择性、宽线性范围和低检出限的S^2?比色传感平台，为环境中S^2-的检测评估提供了一种替代检测方法。（2）提出了一种离散的中性团簇Hf₁₃(μ₄-O)₈(OCH₃)₃₆，它在各种有机溶剂、浓强酸及浓强碱下都具有非凡的化学稳定性和晶态，该发光簇合物可同时用于浓碱和强酸的高选择性和重复检测，为设计具有优异热稳定性和耐酸碱性能的新型团簇材料提供了新的途径。（3）采用杂原子化学掺杂法制备了N,Cl共掺杂的荧光碳点(N,Cl-FCDs)，与纯碳点相比，其荧光性质和表面物理化学性质都有了显著的改善，荧光量子产率高达60.52%。基于荧光共振能量转移(FRET)，N,Cl-FCDS有望用于食品中柠檬黄的荧光检测。采用精细控制的方法制备了超亮全色碳点(UBFCCDs)，表现出多激发多发射(从蓝到红)的超亮效应，并在660 nm的激发波长下表现出独特的上转换发光特性，其量子产率可达78.0%，可用于体内外多色生物医学成像和金属离子传感。（4）合成了两种新型阴离子In-MOF（V101和V102），通过改变溶剂从DMF到DEF，完成了从二重互穿到非互穿的结构转变，通过互穿控制，探针V102可通过发光打开或关闭来检测环境中痕量抗生素呋喃西林。此外，还合成了系列过渡金属或镧系金属的新型MOFs，构建了多种基于荧光猝灭或增强的用于小分子检测的荧光传感体系，为开发高灵敏、高选择性快速检测方法奠定了理论和实践基础。

社会经济效益：本项目共发表论文54篇，累计引用2057次，授权国家发明专利5项。培养博士和硕士研究生30多人。基于该研究成果，第一完成单位化学、工程和材料学科先后进入ESI世界前1%，化学学科进入国家“双一流”建设专业和软科世界一流学科前500强。

应用前景：本成果提出的系列基于微纳材料光化学传感体系用于金属离子、食品添加剂、新型污染物等的检测，具有选择性好、灵敏度高、检测响应速度快、操作方便等优点，可适合于环境、食品和生物样品等的快速分析，应用前景良好。