光电化学传感是基于光电转化而逐渐发展起来的一种新型分析方法^[1]，与一些传统的检测方法相比，如：微生物法^[2]、酶联免疫法（ELISA）^[3]、高效液相色谱法（HPLC）^[4]、气相色谱-质谱联用法（GC-MS）^[5]、比色法^[6]、表面等离子共振法^[7]和电化学法^[8]等，其具有装置简单、价格便宜及灵敏度高优势，而被广泛应用于各种物质的分析检测。光电化学核酸适配体传感器是以适配体为特异性识别元素的构建的高选择性光电化学传感器，其核心部件为光电活性材料。光电活性材料的光电转换效率对传感器的响应效能影响很大，因此，开发具高光电转换效率的光电活性材料是此类传感器的有效途径之一。在另一方面，由于随着世界人口的增加，抗生素滥用问题十分严重，这对生态及人类健康都将产生巨大危害。因此发展快速、简单的抗生素残留物检测方法具有重要的意义。本课题拟开发一种高光电活性材料，并基于此构建一种高性能的光电化学核酸适配体传感器用以检测四环素。

近年来，具有高化学稳定性和优越光催化活性的金属氧化物半导体材料是一类引起广大科研工作者浓厚兴趣的光电活性材料，比如TiO₂、ZnO、CuO、WO₃等^[9-12]。以TiO₂为例，由于其高稳定性、大的表面积、无毒性及其成本低廉等优点引起了大家广泛的关注。例如：Liu等^[13]利用CdS量子点修饰TiO₂ 用于光电检测粘蛋白1，最低检测限达到0.3 nM。然而TiO₂带隙较宽（3.2eV），仅能吸收太阳光中4%的紫外光，对太阳的利用率很低。因此，开发新的在可见光有强响应能力的半导体显得尤为重要。

钒酸铋（BiVO₄）作为一种在可见光区有着很强的光响应能力的催化剂，因具有成本低、无毒及稳定性好等优点被广泛应用于可见光降解有机物、光催化还原CO₂、光电水分解和光电传感器等方面^[14]。但是纯比表面积小、电子空穴对容易复合，导致其光/光电活性被很大程度限制。选择合适的功能性材料与BiVO₄复合，得到的复合材料具备很强的抑制电子空穴对复合的能力，载流子寿命增强，因而具备更高的光电化学响应，例如，BiVO₄/Ag₂S^[15]，BiVO₄/TiO₂^[16]，BiVO₄/PANI^[17]等。如Yan等^[18]合成g-C₃N₄/BiOBr材料用于光电检测四环素，检测限达到3.8ng mL^-1。此外，掺杂金属可扩大对可见光的吸收范围、使空穴与电子更易分离，而且可改变半导体的电子密度以提高性能^[19]。如Han^[20]等使用铈掺杂得到更高性能的光电化学传感器。Wang^[21]等使用铕掺杂得到对四环素降解催化性能更高的催化剂。

基于以上认识，本课题拟开发Eu掺杂g-C₃N₄/BiVO₄复合材料构建电化学核酸适配体传感器检测四环素。探究g-C₃N₄/BiVO₄不同复合比和Eu掺杂量与其检测性能之间的关系，从而获得一种检测限低、检测范围宽、稳定性高的光电化学传感器。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的研究（设计）的目标：

（1） 制备Eu掺杂g-C₃N₄/BiVO₄复合材料，并优化最佳比例。

（2） 将复合材料和四环素适配体结合制备光电传感器，观察其光电流与待测物质检测性能之间的关系，从而获得一种检测限低、检测范围宽、稳定性高的光电化学传感器。

本课题的研究（设计）的基本内容：

（1） 高温煅烧法合成g-C₃N₄后将其于BiVO₄复合，合成不同比例的复合材料。

（2） 将金属铕掺杂BiVO₄/g-C₃N₄复合物，探究Eu含量对光电性能的影响。