基于克布拉乔科罗拉多树叶碳点的银纳米杂化材料绿色合成及其在Al3+比色检测中的应用

研究人员针对环境中铝离子(Al3+)毒性检测需求，利用克布拉乔科罗拉多树叶衍生的碳点(CDs)绿色合成银纳米杂化材料(AgNP@CDs)，通过表面等离子共振(SPR)效应实现Al3+特异性比色检测，灵敏度达0.03 μM，为低成本环境监测提供新策略。

　　

研究背景
铝作为地壳含量第三的元素，通过酸雨溶出和工业活动大量进入环境。美国环保署(EPA)规定饮用水中Al³⁺限值为7.4 μM，因其与阿尔茨海默病等神经退行性疾病相关。传统检测依赖ICP-MS等昂贵设备，而基于银纳米颗粒(AgNPs)的比色法虽成本低，但需复杂修饰。阿根廷国立圣地亚哥德尔埃斯特罗大学团队创新性地利用当地克布拉乔科罗拉多树叶提取碳点(CDs)，开发出兼具绿色合成与高选择性的Al³⁺传感器。

关键技术
采用水热碳化法(200°C)制备6 nm CDs，以其为还原剂在70°C合成33 nm AgNP@CDs杂化材料。通过紫外-可见光谱(UV-vis)结合多变量曲线分辨率交替最小二乘法(MCR-ALS)分析纳米颗粒形成机制，建立Al³⁺诱导的聚集动力学模型。

研究结果
1. CDs合成与表征
树叶提取物经水热处理后产生含酚羟基的CDs，UV-vis显示210/270 nm的π-π*跃迁特征峰。
2. AgNP@CDs形成机制
CDs双重功能：还原Ag⁺并稳定AgNPs，Zeta电位-48 mV，SPR吸收峰440 nm。动力学分析揭示28 kJ/mol的成核-聚集两阶段过程。
3. Al³⁺特异性检测
仅Al³⁺引发溶液黄→褐变色，形成550 nm聚集体。MCR-ALS解析出四步协同结合路径，结合常数7×10⁴ M^-1。检测限3.5 μM，线性范围10-20 μM。

结论与意义
该研究首次实现植物CDs介导的AgNPs绿色合成与Al³⁺检测一体化，相比传统方法减少化学修饰步骤。CDs表面-COOH/-OH与Al³⁺的强配位作用赋予极高选择性，为发展中国家环境监测提供可行方案。成果发表于《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》，为纳米材料在公共卫生领域的应用开辟新途径。