铝修饰硫掺杂石墨相氮化碳纳米材料快速检测有毒食品染料的应用研究

本推荐介绍一种基于铝修饰硫掺杂石墨相氮化碳（Al-S-g-C3N4）的新型电化学传感器，用于高灵敏检测食品染料Fast Green FCF（FGF）。该传感器具备快速响应、高灵敏度（LOD达0.16 nM）和优异选择性，适用于食品安全监测与质量控制，具有成本低、易制备等优势。

　　

Highlight

铝和硫共掺杂的石墨相氮化碳（Al-S-g-C₃N₄）通过一锅热缩合法合成，以硫脲为前体。该方法不仅简化了制备流程，还实现了杂原子的均匀掺杂与整合，显著提升了材料的物理化学性能。这种纳米结构材料在作为FGF（Fast Green FCF）传感平台时表现出卓越的电催化活性。

Materials

实验所用材料包括：六水合氯化铝（AlCl₃·6H₂O）、硫脲（CSN₂H₄）、磷酸氢二钾（K₂HPO₄）、磷酸二氢钾（KH₂PO₄）、氯化钾（KCl）、Fast Green FCF、抗坏血酸（C₆H₈O₆）、尿酸（C₅H₄N₄O₃）、氯化钠（NaCl）、对乙酰氨基酚（C₈H₉NO₂）、Metanil Yellow（C₁₈H₁₄N₃NaO₃S）、苏丹I（C₁₆H₁₂N₂O），均购自Sigma Aldrich。二茂铁（C₁₀H₁₀Fe）、异丙醇（C₃H₈O）和盐酸血清素（C₁₀H₁₃ClN₂O）则来自东京化学工业公司（Tokyo Chemical Industry）。多巴胺也用于干扰实验。

Physico-chemical characterization of Al-S-g-C₃N₄

通过紫外-可见漫反射光谱（UV-DRS）研究了合成的Al-S-g-C₃N₄材料的光学和电子性质。图SI 1(a)展示了由UV-DRS光谱绘制的Kubelka-Munk曲线。根据Kubelka-Munk函数计算，其带隙约为2.28 eV。与先前报道的S-g-C₃N₄相比，这一降低的带隙表明铝掺杂引起红移，导致带隙变窄。此外，硫掺杂破坏了石墨相氮化碳的对称结构，引入缺陷态，进一步优化了其电学特性，增强了电催化性能。

Conclusion

通过简便的一锅热缩合法，以硫脲为前体成功合成了铝和硫共掺杂石墨相氮化碳（Al-S-g-C₃N₄）。该方法不仅简化了制备过程，还实现了杂原子的有效掺杂与整合，显著优化了材料的物理化学性质。该纳米材料作为FGF（Fast Green FCF）传感平台时，展现出卓越的电催化活性、高灵敏度与稳定性，为食品安全检测提供了可靠且高效的新工具。