随着全球工业化进程的加快，汞离子（Hg⟡⁺）作为一种高毒性重金属污染物，通过矿产开采、工业排放、化石燃料燃烧及含汞废弃物不当处置等途径持续进入水环境。其极强的生物累积性和高毒性，可对人体神经系统、肾脏等造成严重损害，并对水生生态系统构成长期威胁。因此，开发快速、灵敏、可靠的汞离子检测技术，对于保障环境安全和公众健康具有迫切的现实意义。
近日，米博体育(中国)官方网站
先进功能多孔材料团队在环境污染物高灵敏检测领域取得新进展。团队成功构建了一种基于双内置电场增强型ZnO@CdS/Bi₂S₃三元异质结的超灵敏光电化学传感器，实现了对环境水体中痕量汞离子的高效检测。相关研究成果以“An ultrasensitive photoelectrochemical sensor for mercury ions in environmental waters based on the dual built-in electric field-enhanced ZnO@CdS/Bi₂S₃ heterojunction”为题发表于期刊《Journal of Hazardous Materials》（中国科学院一区Top，IF=13.6）。博士研究生蔺兆鑫和硕士研究生范宝环为论文共同第一作者，付亚敏副教授和潘勤鹤教授为论文共同通讯作者。
该研究针对现有光电化学传感器光电流强度不足、检测灵敏度受限的难题，创新性地设计并合成了ZnO@CdS/Bi₂S₃三元异质结材料。该三元异质结在ZnO/CdS和CdS/Bi₂S₃界面处形成了双内置电场，为光生载流子的定向迁移提供了强大驱动力。这些效应使所制备的传感器产生了远超单一及二元材料的“超强增强”光电流信号，为超高灵敏度检测奠定了物理基础。基于此材料构建的光电化学传感器对Hg⟡⁺展现出优异的检测性能，并在连续光照下表现出良好的稳定性。在湖水、海水、自来水、商业矿泉水及废水等多种实际水样的加标回收测试中，回收率在96.00% ~ 106.6%之间，证明了其在复杂环境基质中可靠的应用潜力。该研究不仅为环境中超痕量汞离子的监测提供了一种高性能的新方法，而且通过阐明双内置电场对电荷分离与迁移的增强机制，为设计下一代高性能光电化学传感材料提供了新的思路与理论依据。
本研究得到了国家自然科学基金（22304039, 22361017）、海南省自然科学基金（224RC443）、海南大学科研启动基金（KYQD(ZR)23034）、海南省国际科技合作项目（GHYF2022006）及海南省院士创新平台专项等项目的资助。
文章链接：//doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140924
撰稿人：付亚敏
审核人：潘福生
