Cr2 C MXene量子点荧光探针：高选择性检测汞离子(Hg2+ )的新策略

针对环境中高毒性Hg2+ 检测的技术瓶颈，研究人员开发了基于Cr2 C MXene量子点(MQDs)的荧光传感器。通过探针超声法合成的Cr2 C-MQDs展现出30.7 nM的超低检测限和优异选择性，为环境监测提供了新型纳米传感平台。

　　

汞污染是当前全球面临的重大环境健康挑战，汞离子(Hg²⁺
)即使在痕量水平也能通过生物富集作用引发神经系统损伤和器官功能障碍。传统检测方法如电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)虽灵敏度高，但存在设备昂贵、操作复杂等局限。MXene作为新兴二维材料，因其独特的表面化学性质和可调电子结构，在传感领域展现出巨大潜力。然而，基于铬基MXene的量子点材料在重金属检测中的应用尚未见报道。

来自基督大学的研究团队在《Optical Materials》发表的研究，首次报道了通过探针超声法将Cr₂
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纳米片转化为荧光Cr₂
C MXene量子点(MQDs)，并系统评估了其对Hg²⁺
的检测性能。研究采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)和Zeta电位分析等表征手段，证实所得MQDs具有典型晶体结构和丰富表面官能团。荧光分析显示，该材料对Hg²⁺
表现出特异性响应，检测限低至30.7 nM，且不受其他重金属离子干扰。

【关键技术方法】
研究通过三步法实现材料制备与检测：1) 采用氢氟酸(HF)选择性蚀刻Cr₂
AlC MAX相获得Cr₂
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纳米片；2) 探针超声破碎纳米片制备Cr₂
C-MQDs；3) 建立基于荧光猝灭的Hg²⁺
检测体系。表征技术包含XRD物相分析、FTIR表面化学鉴定、SEM-EDS元素分布成像及Zeta电位稳定性测试。

【研究结果】

1. 结构表征：XRD谱图中18.7°、35.1°等特征峰证实保留Cr₂
   C晶体结构；FTIR显示-OH/-F表面终止基团；SEM-EDS验证Cr/C元素均匀分布。
2. 光学特性：Cr₂
   C-MQDs发射520 nm绿色荧光，量子产率达23.6%，优于多数MXene基材料。
3. 检测性能：对Hg²⁺
   的响应线性范围为0.1-100 μM，抗干扰实验表明即使存在10倍浓度竞争离子仍保持>90%选择性。
4. 机理探讨：表面Cr-OH与Hg²⁺
   的强配位作用导致荧光猝灭，Zeta电位变化(-38.2→-15.6 mV)证实静电相互作用。

【结论与意义】
该研究开创性地将Cr₂
C-MQDs应用于环境重金属检测，其30.7 nM的检测限优于已报道的Co/Ag@ZnS QDs(0.13 μM)和碳点(33.4 nM)。材料表面丰富的活性位点与Hg²⁺
的特异性结合，解决了传统传感器在复杂基质中选择性差的难题。Madhushree R等学者通过精确调控量子点尺寸(3-5 nm)和表面化学，实现了荧光性能与传感灵敏度的协同优化，为MXene材料在环境监测领域的应用开辟了新途径。这项工作不仅丰富了重金属检测方法学，也为开发其他MXene基功能材料提供了重要参考。