功能化氮化硼锚定多孔钼酸镧复合材料构建高灵敏便携式2,4,6-三氯苯酚电化学传感器

为解决水体中2,4,6-三氯苯酚(TCP)传统检测方法灵敏度低、便携性差的问题，研究人员通过功能化氮化硼(F-BN)锚定多孔La2Mo2O9复合材料，构建了屏幕印刷碳电极(SPCE)传感器。该传感器检测限低至0.033 nM，较传统玻璃碳电极(GCE)提升4个数量级，回收率达94.7%-103.4%，为环境污染物便携检测提供了创新解决方案。

　　

随着工业化进程加速，水体中2,4,6-三氯苯酚(TCP)等酚类污染物持续累积，被美国环保署列为高风险致癌物。传统检测方法存在设备笨重、灵敏度不足等缺陷，而现有电化学传感器又面临导电性差、稳定性不足的瓶颈。如何实现TCP的高灵敏、便携式检测，成为环境监测领域的迫切需求。

湖南大学的研究团队创新性地将功能化氮化硼(F-BN)纳米颗粒锚定在多孔钼酸镧(La₂Mo₂O₉)表面，构建出F-BN/La₂Mo₂O₉/SPCE复合传感器。该成果发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》，通过材料改性显著提升了屏幕印刷碳电极(SPCE)的性能，使TCP检测限达到创纪录的0.033 nM，较传统玻璃碳电极(GCE)提升4个数量级。

研究采用水热合成法制备多孔La₂Mo₂O₉纳米片，通过超声辅助功能化获得F-BN，再经自组装构建复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征形貌，X射线光电子能谱(XPS)分析元素组成，电化学工作站测试性能，并结合密度泛函理论(DFT)计算能带结构。实际水样检测通过标准加入法验证。

材料表征
TEM显示La₂Mo₂O₉呈现四边形纳米片结构，低温热解形成多孔特征（图2A-D）。F-BN成功修饰后，复合材料保持多孔框架，比表面积达217.8 m²/g，为TCP吸附提供丰富活性位点。

电化学性能
在0.1 M PBS缓冲液中，复合传感器的氧化峰电流较GCE提升4倍。DFT计算证实F-BN/La₂Mo₂O₉带隙宽度缩小至1.8 eV，La-f与O-2p轨道杂化增强电子迁移率，氧空位则通过弱化Mo-O键提升载流子浓度。

实际应用
对加标水样的检测回收率达94.7%-103.4%，RSD<5%，证实方法可靠性。传感器在pH 3-9范围内保持稳定，且抗干扰能力强，对苯二酚(HQ)等类似物无明显响应。

该研究通过精准调控材料界面特性，将稀土氧化物导电优势与二维材料吸附特性有机结合。F-BN的锯齿边缘悬键作为活性中心，与La₂Mo₂O₉的p-d轨道杂化协同作用，突破传统传感器性能瓶颈。其微型化设计（体积减少80%）与智能手机兼容性，为环境污染物现场检测提供了革命性工具，对实现联合国可持续发展目标中"清洁饮水和卫生设施"具有重要实践意义。