FeSn-CN单原子催化剂在环境样品中高灵敏检测农药二氯萘醌的应用研究

本研究针对农药二氯萘醌（DHN）的环境污染问题，开发了基于FeSn-CN单原子催化剂（SACs）的电化学传感器。通过高温凝胶化和退火法制备的FeSn-CN SACs展现出0.0023 μg/L的超低检测限、76.19%的稳定性及95-102%的环境样本回收率，为农药监测提供了高灵敏度、低成本且可扩展的解决方案，推动了环境安全与电化学传感技术的发展。

　　

农药的广泛使用对环境和人类健康构成严峻威胁，其中二氯萘醌（Dichlone, DHN）作为醌类农药的代表，因其持久性和毒性备受关注。传统检测方法如色谱和质谱技术成本高且操作复杂，而电化学传感器凭借高灵敏度和便携性成为新兴解决方案。然而，现有传感器在选择性、稳定性及原子利用率方面存在局限。为此，台湾地区的研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，通过开发铁锡共掺杂碳氮化物（FeSn-CN）单原子催化剂（Single-Atom Catalysts, SACs），实现了DHN的高效检测。

研究采用高温凝胶化和退火法合成Fe-CN及FeSn-CN SACs，结合X射线衍射（XRD）和伏安分析等技术表征材料性能。环境样本（土壤和水）用于验证传感器实用性。

研究结果

1. 材料合成与表征：XRD显示FeSn-CN为高度分散的非晶结构，Sn的引入扩大了电极表面积（0.0053 cm²
   ）。
2. 催化性能：FeSn-CN对DHN的检测限低至0.0023 μg/L，显著优于传统材料，且干扰物质影响极小。
3. 环境应用：土壤和水样本中DHN回收率达95-102%，证实传感器的可靠性和适用性。

结论与意义
FeSn-CN SACs通过原子级分散的Fe-Sn协同效应，提升了电子传递效率和选择性。该研究不仅为农药监测提供了新工具，还拓展了SACs在环境电化学领域的应用前景。团队强调，未来可进一步优化金属配位环境以增强稳定性。

（注：作者Manjula Natesan等声明使用ChatGPT 4辅助语言润色，但内容责任由作者全权承担。研究受台湾地区科技主管部门资助，项目编号113-2113-M-027-003。）