略谈铋系光电材料在化学传感器中的运用

略谈铋系光电材料在化学传感器中的运用

杨伟博

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摘要：近些年，新兴光电化学分析技术使得电化学分析方法密切联系起来，现阶段已经发展为新型检测方法，性能优良，给化学分析和生物监测等提供了重要支持。本文将探讨铋系光电材料在化学传感器中的运用，依据铋系光电材料的特性，将其与化学传感器结合起来，确保材料价值充分凸显出来。

关键词：铋系；光电材料；化学传感器

    铋系光电材料属于窄带隙材料，对比于传统光催化剂可以吸收波长更长的可见光，具有间接跃迁的能带与开放式晶体结构，在实际运用的过程中可见光响应效果突出。近些年，经过相对细致的研究发现铋系光电材料拥有多种功能，如净化气体、降解有机物等。铋系光电材料备受关注，在化学传感器中具有显著的应用优势，应了解其原理，并深入分析其在各个领域做出的积极贡献。

一、光电化学传感器原理分析

光电化学传感器的关键组成部分是光电活性材料在可见光或紫外光的作用下产生明显的电荷转移，进而在电极表面出现光生电子空穴对并进行分离，最终生成光电流或光电压，完成光信号到电信号的转变【1】。在相应的传感器中，光电活性材料的研发和制备意义重大，考虑到光电活性材料种类较多，所以在实际选择的时候应重视具体要求，还要采取合理化手段加以实践，确保相应的传感器发挥出最大功能。近年来，随着科研人员的进一步研究，光电化学传感器受到广泛关注，相关的分析技术水平也有所提升。光电活性材料的光电活性效率可以直接影响到光电流信号，光电流又属于检测传感器分析能力的重要手段，所以要重视实际原理，在运用的过程中尽可能完善起来【2】。

光电化学传感器运作图

二、铋系光电材料在化学传感器中的运用

光电化学传感器在光照下往往可以发挥出自身功能，也就是测量被分析物在光电材料修饰电极上产生的电荷转移，整个过程涉及到两个重要的方面，其一是光电转换，其二是电化学信号测量。因为光电化学传感器的激励信号是光，检测信号则是电流、电压等电信号，所以检测信号和激励信号呈现出完全分离的状态，需要光电化学传感器展示出较强的灵敏度，以便在多个领域发挥出价值【3】。

化学传感器输出路线图

（一）环境污染监测

在人们的生活水平稳步提升时，人们对于生态环境也提出了严格要求，需要高度重视环境监测工作的落实情况，运用科学化手段降低干扰因素对环境构成的威胁。Hg2+属于极易在人体内积聚的有毒重金属离子，所以相应的检测具有现实意义。铅也是一种有毒重金属，少量的Pb2+也会让人体大脑和神经中枢受到损伤。依照光电化学传感器的原理，借助方波阳极溶出法检测Pb2+，然后及时采取应对方案。为更好的满足实际应用需求，有专家学者构建起基于生物催化诱导形成BiOBr/Bi2S3半导体异质结构的高灵敏度光电化学传感器，由此分析一系列隐患。不管是采取何种手段，都要将检测要领进一步完善，同时还要根据铋系光电材料的特性加以分析，确保光电化学传感器展示出最大功能，更好的发挥出应用价值【4】。

光电化学传感器示意图

（二）食品安全检测

作为人类赖以生存的资源，食品的安全受到重视，安全和营养始终是人们的追求。为了保证食品健康，研究者们纷纷运用多种手段加以检测，以便实现对营养物质、有害物质的精准分辨。铋系光电材料化学传感器在食品分析检测中的应用效果突出，成为了近些年热议的话题【5】。有学者运用时间-电流法加以实践，构建起光电化学传感器并运用至玉米样品检测中，借助光电流信号的变化，完成对AFB1的精准检测。锌元素属于人体必需的微量元素，有学者制备BiOCI/多壁碳纳米管玻碳电极电化学传感器运用于食品检测中，旨在分析其中的痕量Zn【6】。食品检测中，也能适当运用时间-电流法加以检测，在浓度一定的情况下，TOB浓度越高的时候，光电流越小，由此便可实现TOB的快速检测，促使食品安全监控效果更加理想。光电化学传感器灵敏度较高，同时也有着优良的稳定性，光电流密度和双酚A浓度间的线性关系理想，检出限能够达到0.93nmol·L-1。部分学者也对铋系光电材料的改善方案进行了研究，制备了多种铋系/碳基光电纳米材料，构建起一系列抗生素光电化学传感器，使得食品检测抗生素含量拥有了新路径【7】。

化学传感器脉象分析流程图

（三）生物分析

铋系光电材料是化学传感器的重要组成部分，也是近些年蓬勃发展的新兴产物，应重视其运用的途径，将其与实际情况结合起来，确保铋系光电材料在多种领域发挥出强大功能【8】。生物分析中也会运用到光电化学传感器，铋系光电材料也能在此过程中发挥出自身作用。葡萄糖氧化酶的空间位阻效应能够阻碍光生电子的传递，让光电流适当减小，若是此时添加葡萄糖，便会消耗葡萄糖氧化酶，进而让阻碍作用消失殆尽，光电流会再次增大。基于此，可以适当运用时间-电流法对葡萄糖进行测定，若是浓度一定，光电流可以伴随着葡萄糖的含量发生变化，若是其呈现增加趋势，光电流也会随之增加。有学者运用Bi

2WO6/Bi2S2与碱性磷酸酶修饰生物传感器，将二茂铁甲酸当做氧化还原结体，将抗坏血酸当做信号指示物，实现对食品情况的精准分析，保证其更好的判定相关成分【9】。不管是何种检测方法，都要充分体现铋系光电材料在化学传感器中的功能，通过合理的融入先进措施和检验方法，明确食物的组成部分，将风险因素逐步排除，避免干扰人们的身心健康。

（四）其他物质检测

铋系复合材料的光电化学传感器在生物医学检测中均能发挥出自身价值，实际的影响力突出。关于其他物质，铋系光电材料也能展示出强大功能，搭配着光电化学传感器，精准分析其他物质的情况，以便更好的判断组成部分【10】。有学者将在可见光区的BiOCI和氯化四苯基卟啉铁修饰的BiOBr结合形成异质结，由此增大了光电流，构建起超灵敏光电化学防污免疫传感器，运用至乳腺癌的诊断中。也有专家学者借助原位生长法构建了具有复合材料的光电化学传感器，将其运用至鳞状细胞癌抗原检测中。也有将SCCA抗体孵化至BiOBr/Bi2S3电极的情况，通过利用抗原抗体的特异性识别作用，完成对SCCA的灵敏测验，展示出绝佳功能，操作十分便捷。

结语

    铋系光电材料在化学传感器中的运用优势明显，除了能够在基本的食品领域发挥出自身功能外，也能在生物检测以及其他领域展示出实际价值，证实了铋系光电材料未来发展的趋势。在本文的详细分析中，了解到铋系光电材料的实际运用思路，同时也了解到具体的发展前景，希望发挥出理论参考价值，给相关的研究工作提供参考。

参考文献

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