基于卟啉功能化多壁碳纳米管的铜离子荧光传感器：高选择性检测与环境应用

为解决环境中Cu2+检测的灵敏度和选择性难题，伊朗研究人员开发了一种新型荧光传感器MWCNT-TCPP，通过将meso-四(4-羧基苯基)卟啉(H2TCPP)共价接枝到多壁碳纳米管(MWCNT)上，实现了对Cu2+的线性检测(1.25–12.5 μM)，检测限达0.8 μM，并成功应用于阳极泥等实际样品分析，为环境监测提供了高效工具。

　　

铜离子（Cu²⁺）作为人体必需的微量元素，其失衡与阿尔茨海默病、肝损伤等疾病密切相关。世界卫生组织规定饮用水中铜含量不得超过2 mg/L，但传统检测方法如原子吸收光谱（AAS）成本高昂且操作复杂。针对这一挑战，伊朗国家科学基金会支持的研究团队创新性地将光活性分子卟啉与纳米材料结合，开发出兼具高灵敏度和选择性的新型传感器。

研究采用紫外可见光谱（UV-Vis）、荧光光谱和X射线衍射（XRD）等技术表征材料特性，通过共价偶联法将H₂TCPP固载到羟基化MWCNT表面。阳极污泥等实际样品的检测验证了方法的实用性。

【材料与仪器】部分显示，团队使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）确认了TCPP与MWCNT-OH的成功键合，XRD分析表明功能化后碳管晶型保持完整。

【MWCNT-TCPP表征】中，荧光实验证实传感器对Cu²⁺的响应强度显著高于Al³⁺、Fe³⁺等干扰离子，Soret带（400-420 nm）的红移现象揭示了金属配位作用。

结论表明，该传感器通过卟啉环氮原子与Cu²⁺的特异性结合，实现了0.8 μM的检测限，且能在复杂基质中准确识别铜离子。通讯作者Saeed Rayati指出，这种固载化策略有效解决了卟啉分子不稳定的瓶颈问题。

这项发表于《Inorganic Chemistry Communications》的研究，不仅为重金属监测提供了新方法，其"纳米管-卟啉"协同作用机制更为设计其他金属传感器提供了范式。特别值得注意的是，传感器对Pd²⁺等贵金属离子的抗干扰能力，在矿产废弃物回收领域展现出潜在应用价值。