闽南师范大学推荐申报2018年度福建省科学技术奖项目具体

公示内容

三、项目名称：表面修饰二氧化钛基纳米材料在环境与食品安全分析样品前处理中的应用基础研究

推荐奖种：科技进步奖

推荐单位：福建省教育厅

主要完成单位：闽南师范大学

主要完成人及其贡献：

1. 李顺兴：闽南师范大学

贡献：项目主持人，国家自然科学基金面上项目(21175115, 20977074)负责人,全面负责项目的设计、实施和总结；指导科技开发项目的技术应用；作为两项国家发明专利的第一发明人，12篇SCI收录论文的通讯作者(同时是第一作者7篇)，指导、参与了专利及论文研究方案的设计、实验、数据分析及写作全过程。

1. 郑凤英：闽南师范大学化学化工与环境学院

贡献：国家自然科学基金面上项目(21175115, 20977074)主要完成人,获2项国家发明专利(第二发明人)，发表SCI收录论文10篇(其中第一作者2篇)，参与“化学吸附+软调控”法建立 “双基团-环状自组装”和“亲水+疏水性”等表面调控新技术的设计，参与实验研究及数据分析、论文撰写。

项目简介:

解决无机纳米材料表面结构、功能与样品前处理要求一致性问题，应用“化学吸附+软调控”法建立 “双基团-环状自组装”和“亲水+疏水性”等表面调控新技术。

1. 主要技术内容及成果

   1)．水杨酸衍生物(表面自组装修饰剂)的双基团(羧基、酚羟基)同时与纳米空心球的表面羟基键合，形成具六元环结构的配合物，保证表面修饰在复杂样品体系及吸附、洗脱、光催化过程中的稳定性；据路易斯酸碱理论，调控水杨酸的衍生基团，调控表面修饰程度(即控制修饰剂用量)，从而调控纳米球表层链接的亲水和疏水基团性质和数量，实现对光(电)催化底物的广谱性和选择性；同时可扩展纳米TiO₂光响应范围，如5-磺基水杨酸表面修饰，光吸收波长延至600 nm以上，提高可见光催化降解性能。

   2)．将薄层色谱技术和光催化氧化技术联用，以抗坏血酸表面修饰TiO₂@PS微球(AA-TiO₂ @PS)为薄层色谱板固定相、光催化剂和比色探针。在薄层色谱板上，利用展开剂在12分钟内可将毒死蜱、马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷和甲胺磷等 5 种有机磷农药同时分离展开；可见光照射20分钟可将有机磷农药降解为PO₄^3-，利用磷钼蓝法进行显色，照相机与图片处理软件联合可对显色后颜色强度进行量化。

   3)．开发具备富集、光催化和高选择性的纳米TiO₂/纤维素纸比色传感，结合光催化处理和图像分析软件，应用于饮用水和海水中铜(II)的富集与检测，其结果与 ICP-MS 法相吻合。

   4)．首次将纳米TiO₂溶胶溶胶负载于石英缝管或T型石英管的内壁，增加待测物气态基态原子在原子化器光路中的停留时间，在线、快速提高原子吸收光谱法的灵敏度，扩展火焰原子吸收光谱法对锌和铜、蒸汽发生原子吸收光谱法对汞和硒检测的线性范围，克服砷共存带来的光谱干扰。

   5)．建立 5-磺基水杨酸表面修饰TiO₂-KMnO₄协同光催化氧化快速测定 COD 的新方法, 线性范围由 50-300 mg/L 延伸到 0.3-400 mg/L,克服了纳米TiO₂的缺陷 (紫外线光源依赖性、氧化率低、线性范围窄)，准确度更高。

2. 重要技术创新

   1)．构建“双基团-环状”纳米材料表面自组装新方法。水杨酸及其衍生物的双基团(羧基、酚羟基)同时与纳米材料表面羟基键合，形成具六元环结构的配合物，保证表面修饰在复杂样品体系及吸附、洗脱、光催化过程中的稳定性。

   2)．表面修饰二氧化钛基纳米材料兼具有机-无机杂化材料特性、亲水性和疏水性，分散性好，不易团聚；可调控水杨酸衍生基团、表面修饰程度，从而调控表层亲水和疏水基团性质和数量，实现吸附及光催化底物的广谱性和选择性；扩展纳米材料光响应范围至可见光区，表面连结苯环等疏水基团，改善有机污染物与非均相无机纳米材料亲合力，提升扩散速度(速率控制性步骤)，提高可见光催化降解性能。

   3)．创新纳米材料的应用功能，同时作为薄层或纸色谱固定相(或负载型固体吸附剂)、光催化剂、显色探针，整合色谱分离技术、可见光光催化技术、显色定量方法三者优势，集成为智能化、具有自主知识产权的水质全分析系统，填补国内外研究空白，开辟薄层色谱和纸色谱应用新领域。

   4)．首次揭示纳米材料对气态基态原子的选择性吸附性能，研制出新型原子化器(纳米氧化物涂层石英管)，首次将原子捕集与在线分离、预富集联合，提高灵敏度，扩展线性范围，去除光谱干扰，改善火焰和蒸汽发生原子吸收分光计应用性能。

代表性论文专著目录：

在国内外发表论文12篇，其中SCI收录12篇。

1. Shunxing Li^*, Wenjie Liang, Fengying Zheng, Xiaofeng Lin, Jiabai Cai. Ascorbic acid surface modified TiO₂-thin layers as a fully integrated analysis system for visual simultaneous detection of organophosphorus pesticides. Nanoscale, 2014, 6(23),14254-14261 SCI IF=7.233 JCR I区 TOP Journal

2. Shunxing Li^*, Jianzhong Zheng, Dejian Chen, Yijin Wu, Wuxiang Zhang, Fengying Zheng, Jing Cao, Heran Ma,*Yaling Liu. Yolk-shell hybrid nanoparticles with magnetic and pH- sensitive properties for controlled anticancer drug delivery. Nanoscale, 2013, 5(23), 11718- 11724. SCI IF=7.233 JCR I区 TOP Journal

3. Shun-Xing Li*, Xiaofeng Lin, Feng-Ying Zheng, Wenjie Liang, Yanxue Zhong, Jiabai Cai. Constituting fully integrated visual analysis system for Cu(II) on TiO₂/cellulose paper. Analytical Chemistry, 2014, 86:7079-7083 SCI IF=6.042 JCR I区TOP Journal 20

4. Shun-Xing Li^*, Feng-Ying Zheng, Shu-Jie Cai, Tian-Shou Cai. Determination of mercury and selenium in herbal medicines and hair by using a nanometer TiO₂-coated quartz tube atomizer and hydride generation atomic absorption spectrometry. Journal of Hazardous Materials, 2011, 189:609-613 SCI/EI IF=6.434 JCR I区 TOP Journal

5. Feng-Ying Zheng, Shun-Xing Li^*, Lu-Xiu Lin, Li-Qing Cheng. Simple and rapid spectrophotometric determination of trace titanium (IV) enriched by nanometer size zirconium dioxide in natural water. Journal of Hazardous Materials, 2009, 172:618-622 SCI/EI IF=6.434 JCR I区TOP Journa

6. Shun-Xing Li^*, Fengying Zheng, Shujie Cai, Wenjie Liang, Yancai Li. A visible light assisted photocatalytic system for determination of chemical oxygen demand using 5-sulfosalicylic acid in situ surface modified titanium dioxide. Sensors and Actuators B:Chemical, 2013, 188：280-285. SCI/EI IF=5.667 JCR I区 TOP Journal

7. Shun-Xing Li^*, Feng-Ying Zheng, Yan-Cai Li, Tian-Shou Cai, Jian-Zhong Zheng. Determination of Zinc and Copper in Edible Plants by Nanometer Silica Coated-Slotted Quartz Tube-Flame Atomic Absorption Spectrometry. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60：11691-11695. SCI IF=3.412 JCR I区 TOP Journal

8. Wen-jie Liang, Yi-ping Chen, Feng-ying Zheng, Shun-Xing Li^*. Titanium dioxide nanoparticle based solid phase extraction of trace Alizarin Violet, followed by its specrophotometric determination. Microchimica Acta, 2014, 181:1513-1519. SCI IF=5.705 JCR II区

9. Tian-Shou Cai, Shun-Xing Li^*. Sensitivity enhancement using nanometer silica particles on the surface of a quartz cell in mercury and selenium determination by vapor generation atomic absorption spectrometry. Microchimica Acta 2010, 171:11-16. SCI IF=5.705 JCR II区

10. Shunxing Li^*, Nansheng Deng, Fengying Zheng, Yuzhen Huang. Spectrophotometric determination of tungsten (VI) enriched by nanometer-size titanium dioxide in water and sediment. Talanta, 2003,60(6):1097-1104. SCI/EI IF=4.244 JCR II区

11. Xiaofeng Lin, Yiping Chen, Shun-Xing Li^*. Spectrophotometric determination of trace p-nitrophenol enriched by 1-hydroxy-2-naphthoic acid-modified nanometer TiO₂ in water. Analytical Methods, 2013, 5:6480-6485. SCI IF=2.245 JCR III区

12. Feng-ying Zheng, Sha-hua Qian^*, Shun-Xing Li^*, Xue-qiong Huang, Lu-xiu Lin. Speciation of Antimony by Preconcentration of Sb(III) and Sb(V) in Waters Samples onto Nanometer-Size Titanium Dioxide and Selective Determination by Flow Injection-Hydride Generation-Atomic Absorption Spectrometry. Analytical Sciences，2006,22:1319-1322. SCI IF=1.355 JCR Ⅳ区

主要知识产权目录：

本项目成果获得发明专利：2项。

1. 李顺兴,郑凤英,蔡舒婕,林路秀.一种快速测定环境水样中化学需氧量的方法,2013.1, 中国, 专利号:ZL2012 1 0259009.5

2. 李顺兴,郑凤英,梁文杰.一种快速分离、测定水中有机磷农药的方法,2013.7,中国, 专利号:ZL2013 1 0316225.3