基于绿色合成银纳米颗粒的Hg2+和Fe3+双离子比色传感及其环境监测应用

本研究报道了一种利用菠菜叶提取物绿色合成银纳米颗粒（AgNPs）的新方法，成功将其开发为一种高选择性比色纳米探针，用于水体中Hg2+和Fe3+离子的检测。该AgNPs传感器检测限低（Hg2+: 734 ppb, Fe3+: 158 ppb），具有成本低、环境友好等优势，为环境水质监测提供了新策略。

　　

在这项研究中，科研人员采用了一种环境友好的绿色合成方法，利用菠菜叶提取物作为还原剂和封端剂，成功制备了银纳米颗粒（Silver Nanoparticles, AgNPs）。这种绿色合成的AgNPs作为一种有效的纳米探针，可用于选择性比色检测水体中的三价铁离子（Fe³⁺）和二价汞离子（Hg²⁺）。

研究人员通过多种分析技术对合成的AgNPs进行了全面表征，包括紫外-可见光谱（UV-vis spectroscopy）、傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared spectroscopy, FTIR）、高分辨率透射电子显微镜（High Resolution Transmission Electron Microscopy, HRTEM）、粉末X射线衍射（Powder X-ray Diffraction, XRD）、动态光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）和Zeta电位分析。表征结果显示，AgNPs在440纳米波长处显示出明显的表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）吸收峰。FTIR光谱证实了菠菜叶中极性提取物的官能团成功修饰在AgNPs表面。HRTEM和XRD分析分别表明，合成的AgNPs呈球形，平均尺寸为30纳米，并具有面心立方（Face-Centered Cubic, fcc）晶体结构。其Zeta电位为-28.3毫伏，负电荷确保了纳米颗粒胶体溶液的稳定性。

在传感性能方面，AgNPs对Fe³⁺和Hg²⁺离子表现出高灵敏度，在加标水样中的检测限分别达到158 ppb和734 ppb。这项研究整体展示了一种简单、经济且环境友好的AgNPs合成策略，其所制备的纳米材料具备双重功能，可作为高灵敏度的比色传感器，用于检测水环境中的重金属离子，在环境监测领域展现出广阔的应用前景。