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汞离子是一种剧毒的重金属离子,能够通过食物链进入生物体当中,并对生物体造成重大伤害。因此,为了控制汞离子的使用和排放,发展高灵敏的适用于汞离子现场检测的分析方法十分必要。在众多的检测方法中,光电分析方法由于具备背景干扰小、灵敏度高、设备小巧等优点,非常适合于对目标物的现场分析。基于此,本论文设计了一种对Hg2+具有高选择性识别能力的光电功能材料,并以其为基础发展了一种灵敏度高、选择性好、分析速度快的光电分析方法。具体内容如下:一、钌联吡啶类光电功能材料的设计合成和界面稳定性研究钌联吡啶类染料由于具有电化学可逆性好和光电转换效率高等原因,经常被用作光电器件的核心材料。尤其当将钌联吡啶与TiO2纳米粒子相复合时,TiO2纳米粒子可增大钌联吡啶在电极表面的固定量,放大光电信号。然而,当钌联吡啶染料/TiO2纳米复合物在水溶液体系使用时,受水进攻的影响,染料经常会从TiO2界面脱落,影响其使用的效果。为了获得具有良好稳定性的光电功能材料,本章设计了四种钌联吡啶染料,分别记为dye1dye4。其中,dye1、dye2和dye4为三联吡啶钌配合物,dye3为异硫氰根取代的二联吡啶钌配合物,四个染料都通过羧基与TiO2键联。我们通过紫外、荧光、电化学和光电化学方法对这四种染料的光电属性和界面稳定性进行了研究,发现连接臂上含有噻吩基团的dye1dye3都表现出了和TiO2很强的结合能力,可以在中性水溶液中稳定存在。而异硫氰根取代的钌联吡啶染料dye3的光电转换效率明显优于其它三种。这一现象说明噻吩基团在提高染料与TiO2的键合稳定性方面具有一定的作用,而异硫氰根可以显著提高材料的光电转换效率。二、基于dye3/TiO2纳米复合物的光电传感器及其在Hg2+光电检测中的应用利用dye3中含有的异硫氰根对电子和空穴的分离能力以及对Hg2+的选择性识别能力,以dye3和TiO2的纳米复合物为基础,发展了一种可对Hg2+进行高灵敏选择性检测的光电传感器。在没有Hg2+存在的情况下,在光激发下,由于异硫氰根可以促进染料激发态电荷和空穴的分离效率,dye3-TiO2纳米复合物表现出了较高的光电转换效率。然而,当Hg2+通过硫原子与异硫氰根配位后,配合物的电子空穴分离能力降低,光电流急剧降低。因此,基于dye3-TiO2在与Hg2+作用前后的光电流变化,可对Hg2+进行选择性检测。在最优条件下,该传感器对Hg2+检测的线性范围为10-1110-7M,检测下限为1.1 pM（信噪比为3）。此外,溶液中常见的干扰物质,如Pb2+、Cd2+、Cu2+等不对该电极产生干扰,说明该电极具有一定的实际应用价值。