华中科大刘宏芳团队: MXenes电化学传感环境污染物检测全面综述

学术   2025-02-08 11:16   英国  

研究背景

环境污染物检测对于人类健康和生态系统的可持续发展至关重要。作为一类由氮化物和碳化物组成的二维材料,MXenes 具有强的导电性、丰富的表面官能团、大的层间间隔等特征,作为电化学传感在各种环境污染物(包括有毒气体、有害挥发性有机化合物及其衍生物等)检测中表现出极具潜力的应用价值。

论文简介

最近,华中科技大学刘宏芳教授研究团队针对 MXenes 传感在环境污染物检测中的机理及其模块化电极制备方法进行了全面综述。通过比较 MXenes 在环境污染物检测中的性能,总结了该领域的研究进展,讨论了提高其电化学稳定性和选择性的技术方法。
  • Figure 1. 基于 MXene 响应的电化学传感器的工作原理( Ep 为外加电位, Ip 为检测电流)

综述聚焦四个方面:

1️⃣. 深入分析基于 MXene 的电化学传感背后的原理和机制;
2️⃣. 全面总结用于制造 MXene 电极的创新模块化方法;
3️⃣. 重点介绍 MXene 材料在检测有机污染物(如杀虫剂和药物)和无机化合物(如重金属和亚硝酸盐)方面的进展;
4️⃣. 提高 MXene 电化学传感器稳定性和选择性的策略,如分子印迹技术等。

综述最后指出了基于二氧化二烯的污染物传感器实际应用所面临的挑战,并对该领域潜在的跨学科进展和新兴技术提出了自己的见解。

该综述以“Engineering MXenes for electrochemical environmental pollutant sensing”(《MXenes 电化学传感用于环境污染物检测》)发表在英国皇家化学会期刊 Environmental Science: Nano 上。

研究图文

  • Figure 2. 基于 MXene 的模块化电极制造策略

  • Figure 3. 基于 MXene 的电化学传感器用于有机污染物检测

  • Figure 4. 基于 MXene 的电化学传感器选择性检测农药

  • Figure 5. 基于 MXene 的电化学传感器用于药物污染物检测

  • Figure 6. 基于 MXene 的电化学传感器用于亚硝酸盐和过氧化氢检测

  • Figure 7. 基于 MXene 的电化学传感器用于重金属离子检测

论文信息

  • Engineering MXenes for electrochemical environmental pollutant sensing

    Muhammad Hussnain Afzal, Wajeeha Pervaiz, Muhammad Asif, Zhuo Huang, Jiawei Dai, You Xu, Jiannan Zhu, Tiansui Zhang, Zhuang Rao, Guangfang Li, Zhengyun Wang* and Hongfang Liu*

    Environ. Sci.: Nano, 2025, 12, 121-149
    https://doi.org/10.1039/D4EN00255E

作者简介

Muhammad Hussnain Afzal 博士生
华中科技大学
  • 电话:(86) 15623318190
  • 电子邮件:hussnain8190@gmail.com






刘宏芳 教授
华中科技大学
  • 电话:(86) 13638673026
  • 电子邮件:liuhf@hust.edu.cn

相关期刊

Nano aspects of environmental science and sustainability

rsc.li/es-nano

Environ. Sci.: Nano

2-年影响因子*5.8
5-年影响因子*6.7
JCR 分区*Q1 化学-多学科
Q1 环境科学
Q2 纳米科学&技术
CiteScore 分12.2
中位一审周期44 


Environmental Science: Nano 全面报道具有环境用途的工程纳米材料的设计和应用研究,以及人工与天然纳米材料在生物和环境体系中的相互作用。发文范围包括但不限于:纳米材料在水、空气、土壤、食物和能源可持续性等领域的新应用;纳米材料在生物系统中的相互作用以及纳米毒理学研究;纳米尺度材料的环境宿命、反应性和转化;环境中的纳米尺度过程;可持续性纳米技术,包括纳米材料的合理设计、生命周期评价、风险/效益分析等。

Editor-in-Chief
  • Peter Vikesland
    🇺🇸 弗吉尼亚理工大学

Associate editors
  • Susana Loureiro
    🇵🇹 阿威罗大学

  • Antonia Praetorius
    🇳🇱 阿姆斯特丹大学

  • Wei-Guo Song (宋卫国)
    🇨🇳 中科院化学所

  • Kevin James Wilkinson
    🇨🇦 蒙特利尔大学

  • Tong Zhang (张彤)
    🇨🇳 南开大学

Editorial board members

  • John Fortner
    🇺🇸 耶鲁大学

  • Leanne Gilbertson
    🇺🇸 匹兹堡大学

  • Iseult Lynch
    🇬🇧 伯明翰大学

  • Wendel Wohlleben
    🇩🇪 巴斯夫

  • Bintian Zhang (张斌田)
    🇨🇳 南方科技大学

  • Ines Zucker
    🇮🇱 特拉维夫大学

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

 CiteScore 2023 by Elsevier
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