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完成單位：西南科技大學國防科技學院

完成人：何毅、于海利、黃偉

成果簡介：近年來，基于貴金屬（金銀）納米材料局域表面等離子體共振特性的環境分析方法得到了廣泛研究，但存在明顯不足：1）貴金屬納米材料具有較大的表面等離子體共振損耗，難以調控；2）形成的納米團聚物是一種不穩定的狀態，影響分析方法的準確性和重現性；3）貴金屬價格較高，使其開發的環境分析方法的成本較高，不利于大面積推廣。因此，亟需發展低成本、性能優良的表面等離子納米探針，用于環境分析。

為了克服傳統貴金屬納米材料的不足之處，本項目開展了納米氧化鉬局域表面等離子共振特性的調控及環境分析應用研究工作。制備了具有局域表面等離子共振特性的氧化鉬納米材料，實現了局域表面等離子共振效應的可逆調控，并闡明了表面載流子密度是決定其表面等離子特性的關鍵因素，為實現寬帶隙半導體氧化物的性能調控指明了方向。同時將具有表面等離子特性的氧化鉬納米材料作為比色探針，用于環境分析方法的構建，實現了H₂O₂、Sn²⁺ 、NO₂^- 、Ag⁺、Cu²⁺、SO₂、總磷等重要環境分析物的比色可視化檢測；設計與實現了多種邏輯計算，可望用于智能環境分析。以上工作具有較好的科學價值與現實意義，可望推動新型表面等離子材料的合成與應用，也將為重要環境分析物的現場快速檢測提供重要的技術支撐。

創新點及科學價值：

i）創新點

① 發展了溫和、易操作的制備方法，制備了一系列具有不同表面等離子特性的聚多巴胺包覆的MoO_3-x納米片，實現了其表面等離子特性從紫外-近紅外波段的全覆蓋；突破了中等規模化制備H_xMoO3與表面無配體的H_0.34MoO₃的合成技術。

② 借助三氧化鉬表面等離子特性可逆變化的特征，設計并建立了一系列比色環境分析新方法，實現了對Sn²⁺、   NO₂^-、Ag⁺、SO₂、HSO₃^-等環境分析物的比色可視化檢測。

ii）科學價值

① 闡明了氧空位是MoO₃納米片能產生表面等離子特性的重要途徑之一，揭示氧空位能夠在二維納米材料可逆形成，證實了氧空位能夠通過聚合物包覆的形成加以穩定。為了氧空位控制的其它物理化學性質的調控，提供了新的認識。

② 揭示了通過化學途徑能有效利用調控三氧化鉬物表面等離子特性，建立相關環境分析物的比色可視化檢測方法。進一步擴寬了三氧化鉬的應用領域，豐富了現場環境分析方法的種類。

社會經濟效益：本項目發展的環境分析新方法為大面積環境監測的布點奠定了良好的基礎；將為環境污染監測、評價與治理提供重要的技術支撐，具有良好的社會效益。

應用前景：本項目發展的環境分析新方法在養殖業水質監測、排污監控、空氣質量評價等領域具有廣闊的應用前景。