获奖项目简介
2023年CAIA奖二等奖:基于化学蒸气发生的原子光谱新型进样器和比色传感器研究
完成单位:成都理工大学、四川师范大学
完成人:高英、黄科、张若曦、余莹、董亮、邓秀琴
成果简介:重金属元素及形态的时空分布信息是认识自然界中元素迁移、转化过程的基础,是正确评价重金属环境危害及其生物可利用性的关键,为提出有效的污染物治理及疾病防治方案提供可靠依据。项目组取得的成果如下:(1)发现了过渡金属辅助/气液界面增强等高效光化学蒸气发生机制,丰富了元素光化学理论,为认识元素在环境中的光化学转化过程提供了科学证据;(2)发明了基于高效化学蒸气发生的原子光谱/无机质谱新型进样器和野外便携式比色传感器,建立了一系列复杂基体样品中高灵敏、准确的元素/形态分析新方法,为了解元素的时空分布提供了新策略和新途径,为重金属污染物环境评价及治理提供技术支撑。本项目发表SCI论文41篇,论文SCI引用752次。10篇代表作包括8篇Anal. Chem.、1篇Food Chem. 和1篇Sensor Actuat. B-Chem。
创新点及科学价值:
1. 创新分析策略,发明了基于高效光化学蒸气发生的原子光谱/无机质谱新型进样器,发展了一系列复杂基体样品中简单、高灵敏度和准确的元素及形态分析方法。元素分析灵敏度相比传统气动雾化进样提高了几倍到三百倍,仪器的分析性能获得很好改善,为解决环境地球化学研究中痕量及超痕量元素准确测定的瓶颈问题提供了技术支持,也为方法学的研究提供了新思路、开拓了新领域。发展了小型化、便携式重金属离子比色传感器,解决了传统比色分析中样品基体干扰大、灵敏度低等问题,为重金属离子野外快速、高灵敏度分析提供技术支持。
2. 系统开展了元素光化学蒸气发生的研究,首先提出了过渡金属辅助增敏光化学蒸气发生体系及机制,气液-界面增强的元素光化学蒸气发生机制;探索了低分子量有机酸协同作用的元素高效光化学蒸气发生体系。并在此基础上,研究三者相互耦合作用,发现了元素多维协同增强作用的光化学反应机制。相关研究丰富了元素光化学理论,为认识自然界中元素及其形态光化学迁移、转化过程及其生物地球化学循环提供理论支撑。
社会经济效益:本项目相关成果受到国内外同行的好评,提出的过渡金属辅助策略等被许多国内外同行借鉴和推广。相关的研究也促进基于等离子/电化学等其他场辅助技术的不断发展,推动新仪器装置的不断研发。
应用前景:该成果在微量元素准确分析及重金属元素迁移、转化规律研究等方面具有很好的应用前景。