基于g-C3N4/Bi2MoO6异质结表面等离子共振增强光电化学适配体传感器

局域表面等离子共振（local surface plasmon resonance, LSPR）是金属纳米颗粒（如贵金属Ag、Au）表面自由电子集体振荡与入射光子形成的耦合作用。而由表面电子振荡与光子振动形成共振时，纳米颗粒会对光子能量产生强吸收作用，从而发生LSPR现象。随着纳米技术的发展，LSPR的局域场增强效应得到了广泛的应用。光电化学（Photoelectrochemical, PEC）生物分析是近年来建立起的一种基于物质光电转换特性进行检测的新型分析方法，具有灵敏度高、设备简单、易于微型化等特点。基于上述研究，福州大学的唐点平教授（点击查看介绍）课题组针对传统的单一g-C₃N₄光电材料存在的缺点，例如光生电子-空穴对复合率高和禁带宽度较大而不能有效地利用太阳光等，通过构筑g-C₃N₄/Bi₂MoO₆异质结复合材料来拓宽其光吸收范围，加速光生电子-空穴对分离，以提高其光电性能。他们还对异质结复合材料中界面相互作用以及界面光生电子-空穴对迁移的微观机制进行了研究。

他们以g-C₃N₄/Bi₂MoO₆异质结光电材料作为基底材料，通过π-π作用捕获金纳米修饰的CEA适配体纳米探针。时域有限差分方法（FDTD）模拟结果表明，在可见光（550 nm）的激发下，纳米金颗粒固有的表面等离子体效应可以增强g-C₃N₄/Bi₂MoO₆异质结对可见光的吸收，表面局域电场强度增强，产生“热电子”效应并转移到复合材料的导带上，具有较高的光电流。在紫外光（360 nm）的激发下，纳米金颗粒产生有效的表面钝化、局域电场强度弱，阻止了光照射到复合材料表面。基于上述原理，当存在目标物CEA时，在可见光的激发下，光电流减弱，而在紫外光激发下，光电流增强。

该工作深入探讨了局域表面等离子共振（LSPR）效应对光电化学传感器的影响，更重要的是，为等离子体共振的光电化学检测系统开辟了新的途径。这一成果近期发表在Chemical Communications上。

该论文作者为：Zhenli Qiu, Jian Shu and Dianping Tang

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Plasmonic Resonance Enhanced Photoelectrochemical Aptasensors Based on g-C₃N₄/Bi₂MoO₆

Chem. Commun., 2018, 54, 7199, DOI: 10.1039/C8CC04211J

导师介绍

唐点平

http://www.x-mol.com/university/faculty/9535