基于MIP-UiO66/Fe3O4的光学聚合物传感器设计与合成及其在水介质中氯氰菊酯检测的应用：响应面法优化研究

针对农药残留检测的紧迫需求，研究人员开发了一种基于分子印迹聚合物(MIP)和金属有机框架(UiO-66)/四氧化三铁(Fe3O4)纳米复合材料的新型荧光传感器。通过响应面法(RSM)优化，该传感器对氯氰菊酯的去除率高达99.91%，检测限低至0.24 ppm，兼具高选择性和灵敏度，为环境污染物监测提供了创新解决方案。

　　

随着全球农药使用量的激增，氯氰菊酯等拟除虫菊酯类农药在农产品和环境中的残留问题日益严峻。这种广谱杀虫剂虽能有效防治害虫，但其持久性残留不仅威胁食品安全，更通过水体污染破坏生态系统平衡。传统检测方法往往存在耗时长、成本高或灵敏度不足等缺陷，亟需开发兼具选择性和灵敏度的新型检测技术。在此背景下，研究人员创新性地将分子印迹技术(MIT)与纳米材料相结合，设计出一种能特异性识别氯氰菊酯的光学传感器。

该研究团队通过精准设计合成路线，首先制备了具有磁响应性的Fe₃O₄纳米颗粒，随后在其表面构建UiO-66金属有机框架(MOF)，形成高比表面积的纳米复合材料。研究创新性地引入石墨烯量子点(GQDs)作为荧光标记，采用氯氰菊酯为模板分子，甲基丙烯酸(MAA)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂，通过表面印迹技术制备出具有特异性识别位点的荧光分子印迹聚合物(MIP)。

关键技术方法包括：1) 共沉淀法合成Fe₃O₄磁性纳米颗粒；2) 溶剂热法构建UiO-66/Fe₃O₄复合载体；3) 表面分子印迹技术制备MIP-UiO66/Fe₃O₄/GQDs复合传感器；4) 响应面法(RSM)优化吸附条件；5) 荧光光谱法进行定量检测。

Results and discussion
通过场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)证实了材料的成功合成，能量色散X射线谱(EDX)显示元素均匀分布。红外光谱(FT-IR)分析验证了功能基团的成功引入。优化实验表明，在pH 6.4、氯氰菊酯浓度10.53 ppm、聚合物用量1.04 g/L、接触时间16分钟条件下，去除率可达99.91%。传感器对氯氰菊酯的印迹因子(IF)为2.58，在0.0001-30 ppm范围内呈现良好线性关系，灵敏度达4.12 a.u/ppm。选择性实验显示，即使存在结构相似的农药(如毒死蜱、吡虫啉等)，传感器仍保持优异特异性。

Conclusion
该研究成功开发出首个基于UiO-66框架的磁性荧光MIP传感器，解决了传统检测方法的选择性与灵敏度难以兼顾的难题。通过创新性地整合MOFs材料的高比表面积、磁性纳米粒子的易分离特性以及GQDs的荧光性能，实现了对氯氰菊酯的高效检测。该传感器在环境监测和食品安全领域具有重要应用价值，为发展新型智能检测平台提供了范式。研究成果发表于《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》，为农药残留防控提供了创新技术支撑。

CRediT authorship contribution statement
Fatemeh Abdi负责实验设计与论文撰写，Karim Akbari Dilmaghani提供资源支持，Reza Mohammadi指导研究方向，Negin sohrabi参与数据验证。团队协作攻克了材料合成与性能优化的关键技术难题，为后续研究奠定基础。