近日，我院王秋泉教授、严晓文副教授研究团队报道了溶液中元素形态的可见光催化原子化新范式，并应用于原子荧光光谱分析。相关成果以“Photocatalytic Atomization of the Elemental Species in Solution for Atomic Fluorescence Spectrometry”.发表在J. Am. Chem. Soc.(https://doi.org/10.1021/jacs.5c20257)。
独特的Z-Scheme 纳米复合材料GaP@N-TiO2的设计制备是实现溶液中元素形态可见光催化原子化的物质基础。可见光激发GaP@N-TiO2产生导带电子（CB e-）和价带空穴（VB h+）；GaP与N-TiO2间形成的Z-Scheme异质结使还原能力更强的GaP之CB e-和氧化能力更强的N-TiO2之VB h+得以保留；甲酸（HCOOH）的存在不仅协调了体系中共存CB e-和VB h+之间的矛盾，而且其被VB h+氧化生成了强还原性自由基 CO2·-，与CB e-一起协同还原，是论文作者巧妙的化学策略（图1）。以As、Se、Hg、Zn、Cd、Ni、Fe、Pb和Co为例，它们的溶液原位原子荧光光谱分析（isAFS）检出限达到fg/L数量级，优于传统原子光谱分析的检出限至少1个数量级。这种原子化的新范式将挑战现有原子光谱分析的已有规范，促进下一代isAFS及相关更先进技术方法的诞生，不再使用高能耗的独立原子化器，避免使用危险化学物质或有害紫外线，消除样品雾化和超细小液滴或化学蒸气分离抽取的低效过程。值得期待的是更高效光催化还原体系和原子荧光光学检测器件的设计建构将不断提高分析效率、扩大可检测元素的范围。
图1. 溶液中元素形态可见光催化还原原子化原子荧光光谱分析
原子光谱分析基础研究在厦门大学有悠久的历史，一直站在研究的最前沿。本研究工作主要由厦门大学闫丽珍博士（现在山西省大同市综合检验检测中心工作）和硕士研究生方文曦完成。研究得到了国家自然科学基金（22193053, 22576171, 21535007）的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c20257
