基于WS2-Fe3O4-rGO三元纳米复合材料的电化学传感平台用于水体中双酚A的高效检测

本研究针对双酚A（BPA）这一内分泌干扰物在环境中的监测难题，开发了一种基于WS2-Fe3O4-rGO三元纳米复合材料的实验室自制传感平台（LabSPE）。通过协同增强电子传递和催化活性，该传感器实现了0.03 μM的低检测限和103.50%-105.25%的实际水样回收率，为环境污染物快速检测提供了创新解决方案。

　　

在塑料制品泛滥的现代社会，双酚A（BPA）作为聚碳酸酯和环氧树脂的关键原料，已渗透到饮用水瓶、食品包装等日常生活场景。这种"隐形杀手"能模拟雌激素作用，与糖尿病、乳腺癌、生殖障碍等多种疾病密切相关。2023年欧洲食品安全局（EFSA）将BPA的每日耐受摄入量大幅下调至0.2 ng/kg/天，凸显其毒性认知的深化。然而传统色谱检测方法存在设备昂贵、操作复杂等瓶颈，难以满足大规模环境监测需求。

为解决这一难题，塞尔柱大学（Selcuk University）的研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表创新成果，开发出基于二硫化钨（WS₂）、四氧化三铁（Fe₃O₄）和还原氧化石墨烯（rGO）三元纳米复合材料的实验室自制屏幕印刷电极（LabSPE）。该传感器通过协同效应将BPA电氧化信号提升3.25倍，在0.05-50 μM范围内呈现优异线性，对实际水样的检测回收率达103.50%-105.25%，为环境污染物监测提供了便携式解决方案。

研究团队采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行材料表征，通过循环伏安法（CV）、差分脉冲伏安法（DPV）和电化学阻抗谱（EIS）评估传感性能。实际水样检测选取自来水和泉水作为基质，验证方法的适用性。

【结构表征】FT-IR在554 cm^-1处确认Fe₃O₄的特征峰，XRD图谱显示WS₂的(002)晶面衍射峰，SEM观察到rGO的褶皱结构，证实三元复合材料成功制备。

【电化学性能】修饰后的LabSPE使电荷转移电阻降低85%，DPV显示BPA氧化峰电流与浓度在0.05-50 μM范围内呈线性关系，检测限低至0.03 μM（S/N=3）。

【抗干扰性】在10倍浓度的酚类干扰物（邻苯二酚、对苯二酚等）存在下，BPA信号偏差<4.8%，证明优异的选择性。

【实际应用】对加标水样的回收率测试显示103.50%-105.25%的准确度，相对标准偏差（RSD）<3.25%，满足环境监测要求。

该研究创新性地将WS₂的电子传输能力、Fe₃O₄的催化活性和rGO的导电特性相结合，首次构建了基于三元纳米复合材料的BPA电化学传感器。相比传统方法，该平台具有成本低廉（实验室自制电极）、操作简便（无需专业培训）和便携性强（兼容商业分析仪）三大优势。Mustafa ?zmen等作者特别指出，这种设计思路可拓展至其他环境污染物检测，为发展现场快速监测技术提供了新范式。研究获得塞尔柱大学科研项目（24401091）资助，相关技术已应用于课题组前期开发的抗氧化剂、抗菌剂等检测体系，展现出良好的技术延展性。