分子印迹Bi4O5Br2纳米片构建染料光敏化传感系统实现氯酚类污染物的可视化超灵敏检测

针对复杂水体中痕量氯酚类污染物(CPs)检测的难题，研究人员开发了基于曙红Y(EY)和分子印迹Bi4O5Br2纳米片(MBOB)的光敏化传感系统(PSS)。该系统通过TCP选择性抑制EY光敏化褪色效应，实现了7 ng·L?1的超低检测限和10 ng·L?1-1 mg·L?1的宽线性范围，并构建了智能手机辅助的便携式检测平台，为环境污染物监测提供了新技术。

　　

氯酚类污染物(CPs)作为典型持久性有机污染物，因其环境持久性、生物累积性和致癌性备受关注。其中2,4,6-三氯酚(TCP)在各类水体中的检出浓度已低至纳克级，但传统色谱检测方法存在设备昂贵、操作复杂等局限。如何实现复杂水体中TCP的便携式、可视化检测，成为环境监测领域亟待突破的技术瓶颈。

针对这一挑战，中国研究团队在《Water Research》发表创新成果，通过分子印迹技术(MI)与二维材料科学的交叉融合，开发出基于曙红Y(EY)-分子印迹Bi₄O₅Br₂纳米片(MBOB)的光敏化传感系统(PSS)。该系统巧妙利用TCP对EY光敏化褪色效应的选择性抑制现象，结合智能手机颜色识别功能，实现了从实验室检测到现场监测的技术跨越。

研究采用微波辅助水热法合成超薄MBOB纳米片（约4 nm），通过原位分子印迹技术引入TCP类似物三羟基苯(TB)作为模板分子，经煅烧后形成特异性识别位点。结合时间分辨瞬态吸收光谱、原位傅里叶变换红外光谱等技术阐明机制，并集成光纤光源与智能手机APP构建便携平台。

【材料表征】透射电镜显示MBOB呈现典型二维片层结构，X射线光电子能谱证实Bi-Cl特异性相互作用。与未印迹样品相比，MBOB对TCP吸附容量提升2.3倍，且对结构类似物（如2-氯酚）具有显著区分能力。

【性能验证】在最优条件下，系统对TCP的检测限低至7 ng·L^?1，线性范围跨越5个数量级。实际水样检测回收率达93.33%-113.33%，相对标准偏差<11.31%，性能优于UPLC-MS/MS。智能手机平台可实现10-1000 μg·L^?1浓度的裸眼判读。

【机制解析】理论计算表明：① MBOB导带位置(-0.42 eV)低于EY三重态(³EY*)能级(-0.39 eV)，促进电子转移；② TCP平面构型通过Bi-Cl键（键长2.81 ?）增强吸附；③ MI空腔与TCP形成多重氢键（键能1.8-2.2 kcal/mol）提高选择性。

该研究突破传统检测技术局限，通过染料光敏化现象与分子印迹材料的创新结合，不仅为环境污染物监测提供新方法，更开创了"半导体-染料"协同传感的新范式。所开发的便携式平台在突发性水污染事件应急监测、偏远地区环境调查等领域具有重要应用价值，为智能环境监测装备研发提供技术支撑。