石墨相氮化碳中C?N键伸长削弱吸附能垒实现痕量Cd(II)的高效电化学检测

本文创新性地采用铁占据-硝酸刻蚀策略调控石墨相氮化碳（CN）的C?N键长，通过削弱Cd(II)吸附能垒显著提升电化学检测性能。改性材料EtCN-Fe0.3展现出超高灵敏度（22.34 μA ppb?1 cm?2）和超低检测限（LOD=0.29 ppb），为重金属污染监测提供了精准、经济的解决方案。

　　

亮点

通过铁占据和硝酸刻蚀的协同策略，成功实现石墨相氮化碳（CN）中C?N键的定向伸长，有效削弱了带正电碳原子对Cd(II)的静电排斥作用，为重金属电化学传感提供了全新改性思路。

结构表征

如图S1所示，首先通过FeSO₄•7H₂O与三聚氰胺共煅烧制备CN-Fe_x，铁原子与三嗪环氮配位后经HNO₃刻蚀形成键长伸长的EtCN-Fe_x。X射线光电子能谱（XPS）和同步辐射证实C?N键从1.33 ?延长至1.39 ?，如同"拉长的弹簧"般降低了Cd(II)吸附势垒。

结论

本研究开创性地通过键长工程调控材料界面特性，EtCN-Fe_0.3电极不仅实现ppb级Cd(II)检测，更在真实水样中获得98.2-102.4%的回收率，与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）/原子吸收光谱（AAS）结果高度吻合，展现出巨大的实际应用价值。