双界面蝴蝶结状La2 Se3 /FeSe/C异质结构设计及其在氨基甲酸酯农药高效电化学检测中的应用

针对氨基甲酸酯农药检测中电极材料电化学活性与稳定性不足的难题，研究人员通过双界面设计策略，成功合成蝴蝶结状La2 Se3 /FeSe/C异质结构。该材料凭借丰富的活性位点、异质界面协同效应及超高导电性，显著提升电子转移效率和酶催化反应动力学，实现对aldicarb sulfone和carbofuran的超灵敏检测（LOD达10?15 M级），为食品安全监测提供创新技术支撑。

　　

氨基甲酸酯农药（如aldicarb sulfone和carbofuran）虽能有效保障农作物产量，但其残留会通过抑制乙酰胆碱酯酶（AChE）引发神经毒性，甚至导致癌症和畸形。传统检测方法受限于酶活性不稳定和信号衰减问题，亟需开发高灵敏度、高稳定性的电化学传感平台。过渡金属硒化物虽具潜力，但单金属硒化物导电性和活性不足。为此，河北某高校团队在《Food Chemistry》发表研究，通过创新性设计双界面蝴蝶结状La₂
Se₃
/FeSe/C异质结构，突破上述技术瓶颈。

研究采用金属有机框架（MOF）前驱体热解硒化法，结合形貌调控和碳基质复合技术，构建了具有丰富相边界和活性位点的异质结构。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）验证材料形貌与晶相，并利用电化学阻抗谱（EIS）和循环伏安法（CV）评估界面电子转移性能。实际样本检测选用黄瓜和苹果基质进行加标回收实验。

研究结果

1. 材料合成与表征：蝴蝶结状La-Fe-BTC前驱体经硒化后形成La₂
   Se₃
   /FeSe/C异质结构，TEM显示纳米棒紧密交织（图1B-E），XPS证实Se^2?
   与金属离子的强配位作用。
2. 电化学性能：异质界面产生的内建电场（IEF）使电子转移速率提升3倍，米氏常数（K_M
   ）低至43 μM，表明底物亲和力显著增强。
3. 检测性能：对aldicarb sulfone和carbofuran的线性范围分别达2.6×10^?13
   –2.6×10^?8
   M和4.2×10^?14
   –4.2×10^?7
   M，检测限突破至10^?15
   M级，回收率91.6%~106.4%。

结论与意义
该研究通过精准调控异质界面与形貌，首次将双界面效应与蝴蝶结状结构结合，解决了传统传感材料活性与稳定性难以兼顾的难题。La₂
Se₃
/FeSe/C异质结构不仅为农药残留监测提供超灵敏工具，其设计策略还可拓展至其他环境污染物检测领域，推动功能性纳米材料在食品安全中的应用。