氮掺杂空心碳碗基分子印迹聚合物纳米复合材料用于辛基酚的超灵敏电化学检测

针对辛基酚(OP)环境污染监测难题，研究人员开发了基于氮掺杂空心碳碗(N-HCB)和聚吡咯(PPy)的夹心结构分子印迹聚合物(N-HCB@PPy/MIP)传感器。该传感器实现了0.07 μM的检测限，兼具高选择性和稳定性，为环境污染物监测提供了新策略。

　　

辛基酚(OP)作为工业防腐剂和农药原料，虽被列入中国2023年优先控制新污染物清单，但其环境泄漏仍可能通过食物链引发内分泌干扰效应，破坏生物代谢和甲状腺激素调控。现有检测方法面临灵敏度不足、成本高等挑战。兰州大学等机构的研究团队创新性地将氮掺杂空心碳碗(N-HCB)与分子印迹技术(MIT)结合，开发出具有三明治结构的N-HCB@PPy/MIP传感器，相关成果发表于《Microchemical Journal》。

研究采用回流法制备N-HCB载体，以OP为模板分子、吡咯(Py)为功能单体，通过原位聚合构建双面印迹层。关键技术包括：1）700℃碳化制备具有开放结构的N-HCB；2）差分脉冲伏安法(DPV)优化检测性能；3）实际水样加标验证。

【Characterization of the N-HCB@PPy/MIP】
扫描电镜显示N-HCB呈250-300 nm空心碗状结构，壁厚25 nm；包覆PPy印迹层后增至85 nm，比表面积显著提升。X射线光电子能谱证实氮元素成功掺杂，增强电子传递能力。

【Electrochemical performance】
传感器在0.5-200 μM范围内呈线性响应，检测限达0.07 μM，优于同类研究。选择性实验表明，对双酚A等干扰物的响应信号仅为OP的13.2%-24.7%，归因于印迹空腔的空间匹配效应。

【Real sample analysis】
加标回收实验显示，湖水样本中OP回收率为96.8%-103.2%，相对标准偏差<4.5%，证实其实际应用可靠性。

该研究通过N-HCB的催化基底、PPy印迹层的双重识别及非印迹层的电子屏障协同作用，突破传统传感器灵敏度瓶颈。其创新性在于：1）空心结构促进电解质渗透；2）氮掺杂提升电子转移效率；3）夹心设计扩大活性位点可及性。这不仅为OP监测提供新工具，更为设计其他环境污染物传感器开辟了路径，对保障生态安全和公众健康具有重要意义。