氧化铈基固溶体在痕量铅离子检测中的应用开题报告

1. 研究目的与意义

工业生产过程例如采矿、冶炼和制造业等能够污染临近这些生产场所的土壤，可以被酸溶出重金属离子的矿山酸性废水，随着矿山排水和降雨使之带入水环境（如河流等）或直接进入土壤，都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。

经饮水、食物进入消化道的铅有5～10%被人体吸收，引起内源性铅中毒。

铅主要是损害骨髓造血系统和神经系统，对男性的生殖腺也有一定的损害。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：本研究以蛋白分子作为引导剂，使之与铈等离子结合，水热合成氧化铈基固溶体量子点材料，并由蛋白质携带成膜，并将之应用于铅离子的检测中，使用电化学工作站对相应浓度进行标定。主要研究量子点表面具有的极高的表面缺陷对电化学分析的影响，研究材料表面快速吸附目标待测离子，提高目标待测离子在电极表面累积的效率，研究避免量子点材料团聚成块的方案，

实验预期目标：制备成氧化铈固溶体量子点材料，固定在玻璃-碳电极表面，以此电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极进行循环伏安法。在一定扫描范围内，可观察峰电流出现一对可逆的氧化还原峰，则此材料所制成的电极可以作为铅离子的检测电极。在整个图谱中，若峰电流和扫描速度呈线性关系，则可说明铅离子在电极上的反应受吸附控制。

3. 研究的方法与步骤

研究方法及步骤：1.使用生物大分子，制备氧化铈量子点，掺入铜、钴等其他元素，并使之形成多孔薄膜。

采用扫描和透射电镜观察铈基固溶体量子点的粒子大小与形态。

2.使用氮气吸附脱吸附仪对制得的二维薄膜进行表面微孔分析，并使用原子力显微镜观察形成的薄膜厚度，制备出层厚薄，富含微孔的高活性二维薄膜。

4. 参考文献

1、yue, zhao, fred lisdat, wolfgang j. parak, stephen g. hickey, liping tu, nadeem sabir, dirk dorfs, and nadja c. bigall, quantum-dot-based photoelectrochemical sensors for chemical and biological detection. acs applied materials interfaces, 2013. 5(8): 2800-2814.

2、qian, junchao, yaping wang, jian pan, zhigang chen, jianping chen, jinyu lin, feng chen, and yue yang, trace detection based on quantum dots embedded in the biocarbon with multi-scale pores. applied surface science, 2021. 535: 147758.

3、yan, pengcheng, zhao mo, jintao dong, feng chen, junchao qian, jiexiang xia, li xu, jianming zhang, and henan li, construction of mn valence-engineered mno2/biocl heterojunction coupled with carriers-trapping effect for enhanced photoelectrochemical lincomycin aptasensor. sensors and actuators b: chemical, 2020. 320: 128415.

5. 计划与进度安排

2022-2022-1学期17-20周~2022-2022-2学期(1) 第1周~第2周，查阅资料，制定实验方案，完成开题报告，外文论文翻译；(2) 第3周~第6周，熟悉材料的制备工艺，合成氧化铈基固溶体量子点。

(3) 第7周~第11周，对材料进行表征，研究固溶体在重金属离子检测中的应用，整理数据，总结前期工作，完成中期答辩前准备工作。

(4) 第12周~第14周，改善实验方案，比较不同合成条件对材料结构的影响，研究进一步提升材料的传感性能的方案。