完成单位：西南科技大学国防科技学院

完成人：何毅、于海利、黄伟

成果简介：近年来，基于贵金属（金银）纳米材料局域表面等离子体共振特性的环境分析方法得到了广泛研究，但存在明显不足：1）贵金属纳米材料具有较大的表面等离子体共振损耗，难以调控；2）形成的纳米团聚物是一种不稳定的状态，影响分析方法的准确性和重现性；3）贵金属价格较高，使其开发的环境分析方法的成本较高，不利于大面积推广。因此，亟需发展低成本、性能优良的表面等离子纳米探针，用于环境分析。

为了克服传统贵金属纳米材料的不足之处，本项目开展了纳米氧化钼局域表面等离子共振特性的调控及环境分析应用研究工作。制备了具有局域表面等离子共振特性的氧化钼纳米材料，实现了局域表面等离子共振效应的可逆调控，并阐明了表面载流子密度是决定其表面等离子特性的关键因素，为实现宽带隙半导体氧化物的性能调控指明了方向。同时将具有表面等离子特性的氧化钼纳米材料作为比色探针，用于环境分析方法的构建，实现了H₂O₂、Sn²⁺ 、NO₂^- 、Ag⁺、Cu²⁺、SO₂、总磷等重要环境分析物的比色可视化检测；设计与实现了多种逻辑计算，可望用于智能环境分析。以上工作具有较好的科学价值与现实意义，可望推动新型表面等离子材料的合成与应用，也将为重要环境分析物的现场快速检测提供重要的技术支撑。

创新点及科学价值：

i）创新点

① 发展了温和、易操作的制备方法，制备了一系列具有不同表面等离子特性的聚多巴胺包覆的MoO_3-x纳米片，实现了其表面等离子特性从紫外-近红外波段的全覆盖；突破了中等规模化制备H_xMoO3与表面无配体的H_0.34MoO₃的合成技术。

② 借助三氧化钼表面等离子特性可逆变化的特征，设计并建立了一系列比色环境分析新方法，实现了对Sn²⁺、   NO₂^-、Ag⁺、SO₂、HSO₃^-等环境分析物的比色可视化检测。

ii）科学价值

① 阐明了氧空位是MoO₃纳米片能产生表面等离子特性的重要途径之一，揭示氧空位能够在二维纳米材料可逆形成，证实了氧空位能够通过聚合物包覆的形成加以稳定。为了氧空位控制的其它物理化学性质的调控，提供了新的认识。

② 揭示了通过化学途径能有效利用调控三氧化钼物表面等离子特性，建立相关环境分析物的比色可视化检测方法。进一步扩宽了三氧化钼的应用领域，丰富了现场环境分析方法的种类。

社会经济效益：本项目发展的环境分析新方法为大面积环境监测的布点奠定了良好的基础；将为环境污染监测、评价与治理提供重要的技术支撑，具有良好的社会效益。

应用前景：本项目发展的环境分析新方法在养殖业水质监测、排污监控、空气质量评价等领域具有广阔的应用前景。