Au25调控UiO-66-NH2/rGO界面增强Pb(II)电化学传感：原位红外与XAFS机理揭示

《Sensors and Actuators B: Chemical》：Au 25-Driven Binding-Site Modulation on UiO-66-NH 2/rGO for Boosted Pb(II) Electrochemical Sensing: Insights from In Situ Infrared and XAFS

本文构建了UiO-66-NH2/rGO/Au25复合界面，实现了超高灵敏度Pb(II)检测（灵敏度达1821.91 μA μM?1 cm?2，检测限低至7.5 nM），并通过原位红外光谱电化学（in situ infrared spectroelectrochemistry）实时揭示了界面电子转移与配位微环境动态演变机制。研究表明Au25簇通过调控界面电子结构（XPS、1H NMR、Mott–Schottky验证）诱导Pb(II)结合位点从氮向硫转换（XAFS证实），形成更易解离的Pb–S键，显著提升传感性能。

　　

实时红外监测界面电子转移与化学演变

Scheme 1展示了UiO-66-NH₂/rGO/Au₂₅界面实现的实时监测策略，揭示了Pb(II)检测过程中动态界面化学与电子转移过程。通过对比UiO-66-NH₂/rGO和UiO-66-NH₂/rGO/Au₂₅两种界面发现：在UiO-66-NH₂/rGO上，Pb(II)主要与–NH₂基团配位，而Au₂₅的引入通过Au–S电子重排和氨基-硫醇配位作用，显著改变界面化学微环境。

结论

本研究构建的UiO-66-NH₂/rGO/Au₂₅界面平台兼具高性能Pb(II)检测能力与原位机理解析功能。多项分析技术（XPS、¹H NMR、Mott–Schottky、EIS、XAFS）共同证实：Au₂₅纳米簇通过重构界面配位化学与能级结构，诱导Pb(II)配位位点从N原子转向S原子，形成更长且更易解离的Pb–S键，从而降低脱附能垒并增强氧化还原动力学。