综述：基于石墨烯和MXenes的铅、镉和汞电化学传感研究进展

这篇综述系统总结了还原氧化石墨烯(rGO)、氧化石墨烯(GO)和MXenes基复合材料在重金属离子(Cd2+、Pb2+、Hg2+)电化学检测中的最新进展，重点阐述了二维材料的高导电性、大比表面积等特性如何提升传感器的灵敏度与选择性，为环境监测和健康风险评估提供了重要技术参考。

　　

石墨烯基材料在重金属离子传感中的应用

石墨烯家族材料因其独特的二维结构成为电化学传感的理想平台。还原氧化石墨烯(rGO)通过化学还原法制备，保留了sp²杂化碳网络的导电性，同时表面含氧官能团可提供重金属离子的结合位点。研究表明，rGO/聚苯胺复合材料对Hg²⁺的检测限低至0.08 nM，这得益于聚合物链的氮原子与汞离子的强配位作用。氧化石墨烯(GO)虽然导电性较弱，但其丰富的羧基和环氧基团可通过静电作用富集Pb²⁺，与金纳米颗粒复合后灵敏度提升3个数量级。

MXenes基材料在HMI传感中的突破

MXenes作为新兴二维导电材料，其通式为M_n+1X_nT_x（M为过渡金属，X为碳/氮，T_x为表面终止基团）。Ti₃C₂ MXene与铋(Bi)形成的Bi@d-Ti₃C₂复合材料，通过铋与Cd²⁺的合金化效应，在差分脉冲伏安法(DPV)中展现出0.12 μg/L的超低检测限。MXene的层间间距可调特性，使其能选择性捕获不同粒径的重金属离子，如Hg²⁺（离子半径0.102 nm）比Pb²⁺（0.119 nm）更易进入Ti₂NT_x的层间通道。

结论与未来展望

当前研究仍面临材料长期稳定性不足、复杂水体基质干扰等问题。未来发展方向包括：开发MXene/金属有机框架(MOFs)杂化材料以增强选择性，利用机器学习优化传感器阵列，以及发展可穿戴式实时监测设备。值得注意的是，所有报道的传感器性能均需在实际环境样本中验证，这对推动技术转化至关重要。