智能二维光子晶体水凝胶精准检测Hg

作     者：史雨晴 储名珠 韩波 马豪杰 李然 侯雪艳 张玉琦 王记江 

作者机构：延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室延安市新能源新功能材料重点实验室 

出 版 物：《化学学报》 (Acta Chimica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(Nos.21663032 22061041) 陕西省科技资源开放共享平台项目(No.2021PT-004)资助 

主　　题：二维光子晶体 德拜衍射效应 智能水凝胶 体积相转变 汞离子 

摘      要：结合二维光子晶体的德拜衍射效应和水凝胶的体积相转变特性， 开发了一种智能二维光子晶体水凝胶， 用于精准检测Hg2+. 采用“三明治法制备了聚苯乙烯二维光子晶体阵列嵌入的聚(丙烯酰胺-烯丙基硫脲)水凝胶. 水凝胶链上功能基团的N、O、S等原子与Hg2+选择性配位， 缩短了水凝胶链之间的距离， 增加了水凝胶的交联密度， 使其收缩， 导致二维光子晶体的聚苯乙烯微球间距缩小， 德拜衍射环直径变大. 通过监测二维光子晶体水凝胶响应前后的德拜衍射环直径， 获知微球间距变化， 实现了高灵敏、高选择性、快速、可逆检测Hg2+. 线性检测范围为10～100 nmol/L和25～200 μmol/L， 最低检测限3.32 nmol/L. 所制智能二维光子晶体水凝胶已成功应用于化妆品及水样中Hg2+的检测. 该方法测试简单， 只需激光笔和刻度尺， 无需精密的仪器设备， 可实现便携式检测， 为金属离子检测提供了新思路.