综述：塑料废弃物衍生的碳点用于重金属检测的研究进展

这篇综述系统阐述了将塑料废弃物转化为碳点（PW-CDs）的创新技术及其在重金属检测中的应用。通过解析PW-CDs的荧光机制（如表面态发射、量子限域效应）和功能化策略，突出了其对Ag+、Cu2+等离子的高灵敏度检测能力，为环境治理和纳米技术提供了可持续解决方案。

　　

Abstract

塑料废弃物的不可降解性和全球累积量已成为严峻的环境问题。近年来，将其转化为高附加值纳米材料——碳点（Carbon Dots, CDs）的策略备受关注。其中，塑料废弃物衍生碳点（PW-CDs）因其可持续性、低成本及独特的光物理性质（如激发依赖性发射、高量子产率）脱颖而出。研究表明，PW-CDs可通过表面官能团与重金属离子（如Ag⁺、Hg²⁺）的特异性结合，引发荧光猝灭或位移，实现痕量检测。

荧光机制与传感性能

PW-CDs的检测能力源于三大机制：

1. 表面态发射：边缘羧基与Hg²⁺结合导致电子转移，荧光强度降低；
2. 量子限域效应：粒径小于5 nm的PW-CDs对Fe³⁺呈现选择性响应；
3. 能量/电荷转移：Cu²⁺通过d-d轨道相互作用改变CDs的能级结构。

与生物质衍生CDs相比，PW-CDs的苯环骨架结构赋予其更强的光稳定性（紫外照射下衰减<5%），但面临重复性挑战，需通过氮掺杂等后修饰优化。

应用与挑战

PW-CDs已成功用于水体中ppb级重金属检测，但选择性不足（如Fe³⁺与Cr⁶⁺交叉干扰）仍是瓶颈。最新研究采用壳聚糖包覆或石墨烯杂化策略，将检测限提升至0.1 nM。未来需结合机器学习预测表面修饰效果，推动其在活体成像中的转化应用。

Graphical Abstract

（此处描述示意图：左侧为塑料瓶转化为发光CDs的过程，右侧展示CDs与金属离子相互作用导致荧光信号变化的检测原理）

通过“变废为宝”的策略，PW-CDs不仅缓解白色污染，更开辟了绿色纳米材料的新赛道，其技术突破将深刻影响环境监测与生物医学领域。