硫掺杂硼碳氮化物纳米片：用于水体和废水中重金属离子同步预富集的高性能吸附剂

《Microchemical Journal》：Sulfur-doped boron carbon nitride nanosheets: A high-performance adsorbent for simultaneous preconcentration of heavy metal ions in water and wastewater

本文报道了硫掺杂硼碳氮化物（S-BCN）纳米片作为一种新型固相萃取（SPE）吸附剂，用于同步预富集水样中的Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)离子。该材料通过一锅法热解合成，具有均匀的硫掺杂（0.4 w%）、介孔导电网络（孔径10-16 nm）及高比表面积，展现出优异的吸附性能（检测限0.40–0.90 μg/L，富集因子>125，RSD<4.5%），在河水、海水和工业废水等复杂基质中回收率达94.0–105.0%，为环境监测中痕量重金属的高效检测提供了创新解决方案。

　　

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Experimental

2.1. Chemicals and reagents

为确保优化和定量分析的准确性，我们采用了经认证的分析级和色谱级高纯度试剂。Cd(II)、Cu(II)、Pb(II)和Cr(III)的认证标准储备液（浓度1000 μg/mL）购自Chem-Lab nv公司。超痕量工作标准溶液每日新鲜配制。所有实验均使用去离子水（DW）作为溶剂。分析级试剂由德国达姆施塔特的Merck KGaA公司提供。

Characterization

原始BCN和S-BCN的傅里叶变换红外光谱（FTIR）分别显示于图1A和图1B。两者均显示出BCN骨架的特征吸收谱带。在3000至3400 cm^?1之间的宽谱带对应于N–H伸缩振动，这源于边缘位点或缺陷区域的残留–NH₂或–NH基团。虽然该谱带在两种材料中均存在，但在S-BCN中其强度和锐度均有所降低，表明硫部分取代了氮原子和/或材料表面含氮官能团数量减少。

Conclusion

本研究成功合成了硫掺杂硼碳氮化物（S-BCN）纳米片，并证实其作为高性能吸附剂在固相萃取（SPE）中同步富集Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)离子的有效性。硫掺杂将BCN的形貌从原始BCN中不规则、连接有限的团聚体，转变为具有更高表面粗糙度和分级孔隙率的、高度互连的弯曲纳米片网络。该材料独特的结构增强了金属离子的可及性和结合能力。