[发明专利]一种用于检测Hg2+

说明书

本发明公开了一种铱配合物(III)([(PM‑ppy)₂Ir(daf‑Rh)]PF₆)敏化NiO的光阴极制备方法，用于Hg²⁺的检测。首先设计合成了兼具识别位点的铱配合物(III)光敏剂，然后通过化学键键合将其组装在NiO修饰的ITO电极上，制备了铱配合物(III)敏化的NiO光阴极。当Hg²⁺存在时，Hg²⁺诱导罗丹明螺环的打开增加了NiO光阴极对可见光的吸收，进而增加了光电信号，实现对Hg²⁺的高灵敏检测。本发明具有线性范围宽、灵敏度高、选择性好和重现性高等优点。

技术领域

本发明属于染料敏化的光电化学及生化分析领域，具体涉及一种兼具识别功能的环金属铱(Ⅲ)配合物敏化NiO光阴极的制备方法及应用。

背景技术

汞(Hg)是自然界中最常见的具有毒性的贵金属，存在于水、土壤甚至是食物中，由于其具有持久性、生物积累和非生物降解性，即使暴露于低浓度的汞下，也会损害人体的神经系统、肾脏、大脑和其他器官。据报道，每年约有7500吨汞及其化合物被释放到环境中，因此为了更有力的监测Hg²⁺的使用和排放，建立选择性好，灵敏度高的汞离子检测方法，特别是在环境及饮用水中Hg²⁺的检测方法就显得十分的重要和紧迫。目前，汞离子的检测方法主要有原子吸收光谱、冷蒸汽原子荧光光谱、电感耦合等离子体质谱和荧光法。这些经典的方法可以实现对Hg²⁺的检测，但是大多数方法操作复杂，设备昂贵，尤其是不适合现场适用的检测。因此设计一个简单、廉价、特别是可现场部署的平台来检测Hg²⁺具有重要的意义。

光电化学(PEC)分析技术集光化学和电化学于一体，与传统的光学和电化学分析技术相比具有突出的优点。与昂贵的仪器对频谱信号的要求相比，光电流作为输出信号使PEC分析仪器更简单，成本更低。此外，由于激发光源对检测信号的能量模式不同，PEC分析呈现出低背景信号和高灵敏度。对于一个典型的PEC分析，负责光电转换的光活性物质和控制输出信号响应分析物浓度的识别单元被认为是两个不可或缺的元素。基本上，由光活性物质构成的光电电极可以根据半导体的类型分为光电阳极和光阴极。在过去的二十年里，基于半导体的n型光阳极分析一直主导着PEC传感器领域。近年来，基于p型半导体的光阴极分析因其对实际检测系统中共存的还原性物质具有固有的抗干扰能力而受到越来越多的关注。到目前为止，应用最广泛的p型光阴极半导体无疑是NiO，其带隙约为3.5eV，性价比高，且易于通过各种方法制备纳米结构。为了提高其性能，设计合适的敏化剂已成为人们关注的焦点。环金属铱(Ⅲ)配合物由于其具有丰富且宽范围可调节的光物理特性和电化学性质近年来被广泛用于有机电致发光、染料敏化太阳能电池等领域。目前阴极光电生物分析才刚刚起步，尤其是至今Ir(III)配合物敏化NiO用于生物分析的体系尚未见报道。本发明开发了一种兼具识别功能的铱(Ⅲ)配合物作为光敏剂，构建了NiO光阴极，实现了对Hg²⁺的高灵敏性和高选择性检测。

发明内容：

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种兼具识别功能的铱(Ⅲ)配合物光敏剂，构建了染料敏化的NiO光阴极，用于水体系中的汞离子的检测，具有灵敏度高、选择性好、成本低和线性范围宽的特点。

基于上述目的，本发明所涉及的技术方案如下：

本发明旨在提供一种基于铱(Ⅲ)配合物([(PM-ppy)₂Ir(daf-Rh)]PF₆)(其中PM-ppy为主配体，daf-Rh为辅助配体)敏化的NiO光阴极的制备方法，用于检测Hg²⁺。[(PM-ppy)₂Ir(daf-Rh)]PF₆的结构式为：

包括以下步骤：