构建具有 S 型异质结的 BiOI@Nv/g-C3N4用于增强光电化学性能，实现痕量毒死蜱的高灵敏、选择性检测

为解决基于 g-C3N4的光电化学（PEC）检测毒死蜱时存在的活性位点有限、载流子转移受阻等问题，研究人员构建 BiOI@Nv/g-C3N4的 S 型异质结传感器。该传感器性能优异，对环境分析意义重大。

　　在农业生产中，毒死蜱作为一种常用的有机磷农药，却如同隐藏在暗处的 “健康杀手”。长期或高剂量接触它，会显著增加人们患肺癌的风险。因此，精准检测环境中的毒死蜱至关重要。目前，常规检测方法如液相色谱、光学分析和电化学测量等，存在背景干扰强、操作复杂等问题。基于 g-C₃N₄的光电化学（PEC）检测技术虽备受关注，但 g-C₃N₄自身存在活性位点有限、可见光响应弱和载流子复合率高等缺陷，严重阻碍了其大规模应用。

为攻克这些难题，来自中国科学院重庆绿色智能技术研究院的研究人员展开了深入研究。他们成功构建了 BiOI@N_v/g-C₃N₄复合材料，并将其作为 PEC 传感器用于痕量毒死蜱的检测。研究发现，该传感器展现出卓越的性能，其光电流强度比纯 g-C₃N₄高出 7.6 倍以上，检测限低至 0.004 ppb，检测范围为 0.01 - 20 ppb，且对毒死蜱具有高度的选择性。此外，该传感器在实际河水和土壤样品检测中也表现可靠，回收率良好。这一研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》上，为环境分析领域提供了新的技术支持和理论依据，推动了基于 g-C₃N₄的 PEC 检测技术的发展。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是通过化学沉淀法合成 BiOI 纳米片，并采用 Ar 热处理和原位生长法制备 BiOI@N_v/g-C₃N₄复合材料；二是利用 X 射线衍射（XRD）技术对不同合成产物的晶体结构进行表征；三是借助 X 射线光电子能谱（XPS）测量，进一步验证毒死蜱与 BiOI@N_v/g-C₃N₄中 Bi 原子的特异性相互作用。

结构和形态表征

研究人员通过 XRD 对合成产物的晶体结构进行分析。结果显示，BiOI 的特征衍射峰分别对应（102）、（110）、（200）和（212）晶面，g-C₃N₄的特征衍射峰则对应（100）和（002）晶面，证实了复合材料中各成分的存在。

传感器性能研究

研究发现，所制备的 BiOI@N_v/g-C₃N₄传感器光电流强度显著提升，比纯 g-C₃N₄高出 7.6 倍以上，展现出优异的 PEC 性能。同时，该传感器对毒死蜱具有高度选择性，这归因于复合材料中 Bi 位点与毒死蜱中 S、N 原子的特异性相互作用。

检测性能评估

该传感器的光电流强度随毒死蜱浓度增加呈线性下降，检测范围为 0.01 - 20 ppb，检测限达 0.004 ppb。在实际河水和土壤样品检测中，该传感器也能实现可靠检测，回收率良好。

在这项研究中，研究人员成功构建了 BiOI@N_v/g-C₃N₄复合材料作为 PEC 传感器，用于痕量毒死蜱的高灵敏、选择性检测。氮空位的引入增强了从 N_v/g-C₃N₄到 BiOI 的内建电场，促进了 S 型异质结的形成。BiOI 的存在则有利于光生电子的迁移，使其与 N_v/g-C₃N₄的空穴复合，提升了 PEC 性能。

该研究不仅为痕量毒死蜱的检测提供了一种高效、可靠的方法，还为基于 g-C₃N₄的 PEC 传感器构建提供了新的思路。通过引入氮空位和构建 S 型异质结，有效克服了 g-C₃N₄的固有缺陷，提升了传感器性能。这一成果有望在环境监测、食品安全检测等领域得到广泛应用，为保障人类健康和生态环境安全提供有力支持。