综述：多功能钙钛矿量子点用于选择性四环素传感和光催化降解：一篇聚焦综述

《International Journal of Environmental Analytical Chemistry》：Multifunctional perovskite quantum dots for selective tetracycline sensing and photocatalytic degradation: a focused review

本综述系统阐述了工程化钙钛矿量子点（PQDs）作为一种新型多功能纳米平台，在选择性检测与光催化降解四环素（TC）方面的最新进展。文章重点介绍了通过硅壳封装、铕掺杂及分子印迹等杂化策略提升PQDs的选择性传感性能（基于电子转移、内滤效应等荧光机制），并探讨了无铅Cs3Bi2Br9等复合材料在可见光下实现高达88%的TC降解效率。综述强调了PQDs在环境监测与修复领域的双重应用潜力，为开发可扩展、安全的TC控制技术提供了重要见解。

　　

在环境与食品安全领域，抗生素残留如四环素（TC）的检测与去除是一项持续挑战。近年来，钙钛矿量子点（PQDs）因其可调的光学特性、高光致发光量子产率和易于合成等优点，作为新兴纳米材料展现出巨大潜力。一篇聚焦性综述系统梳理了工程化PQDs在选择性TC传感和光催化降解方面的最新突破，为这一交叉研究方向提供了全面视角。

多功能PQDs的平台特性

PQDs的独特优势在于其光学性能的可调控性。通过精确控制成分与尺寸，PQDs的发光波长能够被精细调节，从而与TC分子的吸收光谱产生有效重叠，这为基于内滤效应（IFE）的荧光传感奠定了基础。此外，高的光稳定性和量子产率使其荧光信号对周围化学环境变化极为敏感，易于通过荧光猝灭或增强来指示TC的存在。在光催化方面，PQDs的能带结构适于产生光生电子-空穴对，在光照下可激活活性氧物种生成，进而降解有机污染物。

选择性传感的创新策略

为实现复杂基质（如水样、食品提取液）中TC的高选择性识别，研究人员开发了多种PQDs功能化策略。硅壳封装（SiO₂包裹）有效提升了PQDs的化学稳定性，尤其在极性环境中防止了分解猝灭；同时，硅壳的介孔结构允许TC分子选择性扩散至PQDs表面，实现特异性响应。铕离子（Eu³⁺）掺杂则利用了TC与Eu³⁺之间的配位作用，形成“天线效应”，通过能量转移改变PQDs的荧光行为，显著增强识别特异性。分子印迹技术（MIP）更进一步，在PQDs表面构建与TC分子形状、大小互补的印迹空穴，如同“锁钥”结合，极大排除了结构类似物的干扰。这些策略主要基于电子转移（ET）、内滤效应（IFE）等荧光机制，实现了对TC的高灵敏、高选择性检测。

高效光催化降解性能

在TC污染治理方面，PQDs基复合材料展现出优异的光催化降解能力。通过构建异质结或与其他半导体（如TiO₂）复合，有效促进了光生电荷分离，提高了量子效率。在可见光照射下，一些PQDs复合材料可在120分钟内实现高达88%的TC去除率，其性能与标准光催化剂TiO₂相当。值得注意的是，为应对铅基PQDs的潜在毒性，无铅体系如Cs₃Bi₂Br₉被成功开发，它们在保持良好光催化活性的同时，提供了更安全的环境友好型替代方案。表面功能化修饰也显著改善了PQDs在含水体系中的分散性与稳定性，解决了实际应用中的关键瓶颈。

挑战与未来展望

尽管PQDs在TC传感与降解中表现出色，其大规模应用仍面临挑战。长期稳定性、潜在金属离子泄漏（尤其是铅基PQDs）以及复杂实际样品中的抗干扰能力需进一步优化。未来研究将聚焦于开发全无机或无铅PQDs以增强生物相容性；探索机器学习辅助设计高性能材料；并推动器件集成化，如开发便携式传感条带或固定化光催化反应器，以实现现场快速检测与连续净化。

综上所述，工程化PQDs通过巧妙的杂化设计与表面工程，成功整合了选择性传感与光催化降解双重功能，为应对抗生素污染提供了创新的一体化解决方案。这一平台技术不仅拓展了PQDs在环境健康和食品安全中的应用边界，也为未来设计智能型纳米修复材料指明了方向。