综述：碳基纳米复合材料在镉离子电化学监测中的应用

这篇综述系统总结了碳基纳米复合材料（石墨烯、碳纳米管等）在镉离子(Cd2+)电化学传感器中的应用进展，重点分析了其通过增强电子传输（DPV技术）和表面效应实现高灵敏度检测的机制，为环境重金属监测提供了新材料策略。

　　

Abstract

当前全球范围内镉中毒已成为重大公共卫生问题。镉在肝脏、肾脏等器官中的蓄积会引发致癌效应和器官毒性，开发高效监测技术迫在眉睫。本文聚焦碳基纳米复合材料在镉离子电化学检测中的应用，系统梳理了其技术优势与研究进展。

碳基材料的检测优势

石墨烯、碳纳米管(CNTs)等材料凭借超大比表面积和优异导电性，显著提升了对Cd²⁺的检测灵敏度（可达nM级）。其中石墨烯氧化物(GO)的含氧官能团能特异性螯合镉离子，而碳纳米管的三维结构可加速电子转移速率，二者复合时产生协同效应。

关键检测技术

差分脉冲伏安法(DPV)是当前主流检测手段，通过修饰电极表面纳米材料（如MWCNTs/石墨烯复合物），可将Cd²⁺的氧化峰电流信号放大10³倍。研究显示，氮掺杂碳量子点修饰电极对Cd²⁺的检出限低至0.08 μg/L，远优于世界卫生组织标准。

实际应用挑战

尽管实验室研究取得突破，但水体复杂成分干扰、材料长期稳定性等问题仍需解决。最新开发的分子印迹聚合物/石墨烯复合传感器展现出优异抗干扰能力，为实际环境监测提供了新思路。

该领域发展将趋向于开发多功能集成传感器，结合微流控芯片技术实现现场快速检测，为预防镉相关疾病（如骨痛病、肾小管功能障碍）提供技术支撑。