磁性荧光ZIF复合材料构建的刚果红定量检测与吸附双功能传感平台

为解决工业废水中致癌染料刚果红(CR)的生态风险问题，吉林科研团队开发了磁性复合材料MMWCNTs@CDs@ZIF-8，实现CR的荧光检测(线性范围0.25-5 μM，LOD 17.46 nM)与高效吸附(容量131.84 mg g?1)，为环境污染物治理提供新型双功能平台。

　　

工业废水中的染料污染正成为全球环境治理的难题。刚果红(CR)作为一种典型的偶氮染料，不仅化学性质稳定难以降解，更因其致癌性和致突变性对人类健康构成严重威胁。传统处理方法往往只能实现单一功能——要么检测要么吸附，难以满足实际需求。如何在复杂环境体系中同时实现污染物的精准监测和高效去除，成为环境科学领域亟待突破的技术瓶颈。

针对这一挑战，吉林大学的研究团队创新性地将磁性多壁碳纳米管(MMWCNTs)、碳量子点(CDs)和沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)相结合，开发出新型复合材料MMWCNTs@CDs@ZIF-8。这项发表在《Microchemical Journal》的研究成果，成功构建了集检测与去污功能于一体的智能平台，为环境污染物治理提供了新思路。

研究团队主要采用三种关键技术：通过水热法合成黄色荧光CDs；两步法制备磁性MMWCNTs；最后通过室温搅拌实现ZIF-8在复合材料上的原位生长。这种设计巧妙利用了CDs的荧光特性与CR紫外吸收光谱的重叠，基于内滤效应(IFE)实现检测功能，同时借助ZIF-8的多孔结构实现高效吸附。

材料表征与性能研究
扫描电镜(SEM)显示Fe₃O₄纳米颗粒成功负载在MWCNTs表面，透射电镜(TEM)证实ZIF-8的菱形十二面体结构完整。荧光测试表明复合材料保持CDs的发射特性，在CR存在时发生显著荧光猝灭，猝灭效率与CR浓度呈线性相关。

检测性能分析
MMWCNTs@CDs@ZIF-8对CR展现出优异的检测性能：线性范围0.25-5 μM，检测限低至17.46 nM，响应时间仅需4分钟。在实际水样检测中，回收率达到满意水平，相对标准偏差(RSD)低于5%，证明其抗干扰能力和可靠性。

吸附性能评估
吸附实验显示材料最大吸附容量达131.84 mg g^?1，吸附过程符合准二级动力学模型。磁性特性使材料可通过外部磁场快速分离，解决了传统ZIF-8材料离心分离繁琐的问题。

作用机制探讨
研究发现检测机制主要源于内滤效应而非能量共振转移。ZIF-8的多孔结构不仅增强CR的富集能力，还保护CDs免受环境干扰，提高荧光稳定性。

这项研究的重要意义在于：首次将磁性材料、荧光探针和MOFs三者优势集成于单一平台，实现CR的"检测-吸附"一体化处理。MMWCNTs@CDs@ZIF-8的磁性特性大幅简化了操作流程，其双功能设计为复杂环境体系中污染物的实时监测与同步去除提供了创新解决方案。该技术路线可拓展至其他污染物体系，对环境治理和公共卫生安全具有重要应用价值。