MXene-碳納米管微球的制備及其對硝基芳烴化合物的電化學檢測性能

摘要 以三聚氰胺甲醛樹脂（MF）微球為模板，包覆MXene 納米片制得MXene/MF 微球，通過浸漬法使微球表面吸附Co（NO3）2，在氬氣氛圍下高溫煅燒。以MF 熱解產(chǎn)生的CO 和NH3 作為還原性氣體，將Co2+還原為單質(zhì)Co；再以Co 為催化劑，通過化學氣相沉積（CVD）法原位生長碳納米管（CNT），形成MXene-Co-CNT微球（MXene-Co-CNT MS）。在此過程中， MF 微球熱解具有雙重作用：一方面，犧牲模板，使內(nèi)部空心；另一方面，產(chǎn)生的氣體在Co 催化劑上通過CVD 生成CNT，形成海膽狀的外部結(jié)構(gòu)，二者同時進行，形成新穎的結(jié)構(gòu)。MXene-Co-CNT MS 具有比表面積大、導電性良好以及電催化活性優(yōu)異等優(yōu)點，可用于硝基芳烴化合物（NACs）的高靈敏檢測。MXene-Co-CNT MS 修飾玻碳電極（MXene-Co-CNT MS/GCE）對2，4，6-三硝基甲苯（TNT）、1，3，5-三硝基苯（TNB）、2，4-二硝基甲苯（DNT）、1，3-二硝基苯（DNB）、1-氯-2，4-二硝基苯（Cl-DNB）和4-硝基苯酚（4-NP）的檢出限分別為26.84、31.60、35.03、54.14、43.86 和28.67 nmol/L，并且具有良好的抗干擾性能，可用于環(huán)境水樣中NACs 的準確檢測。

關(guān)鍵詞 MXene-碳納米管微球；三聚氰胺甲醛樹脂；犧牲模板法；化學氣相沉積；硝基芳烴化合物；電化學檢測

硝基芳烴化合物（NACs）是制造烈性爆炸物的原材料，也是一種環(huán)境污染物，在染料、藥品和殺蟲劑等產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用過程中進入環(huán)境，對生態(tài)系統(tǒng)形成巨大威脅。其中，硝基官能團對分子的生物可降解性具有負面的作用，導致NACs 在環(huán)境中累積[1]。開發(fā)高效且精準的NACs 檢測技術(shù)，對環(huán)境監(jiān)測和保護生物安全至關(guān)重要。目前，檢測NACs 的方法有熒光檢測法[2]、色譜法[3]和電化學檢測法[4-6]等。其中，電化學方法在快速處理和響應(yīng)、多路復(fù)用能力以及與微型器件的兼容性方面具有獨特優(yōu)勢[7]，并且NACs 在水中電化學還原成羥胺的過程是四電子反應(yīng)，多電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)有利于目標物的靈敏檢測[1]。

MXene 是一種新型的二維層狀納米材料，因其具有高導電率、豐富的表面官能團（—OH、—O 和—F）和環(huán)境友好等特點而備受關(guān)注[8]。然而， MXene 具有與其它二維納米片材料相同的缺陷，巨大的表面能使MXene 納米片易發(fā)生堆積，導致比表面積降低，嚴重影響其電化學性能[9-10]。為解決MXene 自堆積的問題，可引入層間間隔物或采用功能材料進行修飾，但是引入的材料過多可能會降低MXene 的導電性。此外，可通過改變MXene 的形態(tài)解決MXene 的自堆積問題。Zhao 等[11]首次將二維MXene 納米片包覆在作為模板的PMMA 微球上，通過高溫煅燒除去模板球得到MXene 微球，解決了MXene 的自堆疊問題，顯著提升了鈉離子電池的容量、轉(zhuǎn)化效率和循環(huán)穩(wěn)定性，證明了MXene 的形態(tài)對鈉離子電池的電化學性能具有重要影響。除了犧牲模板法外， Fang 等[12]開發(fā)了制備MXene 微球的噴霧凍干法，所制備微球具有大的比表面積和較短的離子擴散路徑。為了進一步增加MXene 微球的電催化活性和導電性，研究者引入碳納米管（CNT）以增加活性位點和提供電子傳輸通道， CNT 基傳感器在NACs 檢測中表現(xiàn)出良好的傳感性能，并且檢出限較低[13-14]。

本研究將犧牲模板法和化學氣相沉積（CVD）法相結(jié)合，制備了海膽狀空心MXene-Co-CNT 微球。以三聚氰胺甲醛樹脂（MF）微球作為模板，將MXene 納米片通過靜電自組裝包裹在MF 微球上，采用浸漬法在MXene/MF 復(fù)合球的表面負載Co2+，最后通過高溫煅燒去除作為模板的MF 微球。以MF 熱解產(chǎn)生的CO 和NH3 作為還原性氣體，將Co2+還原為Co 納米粒子；Co 納米粒子可作為單原子催化劑，以CO 為碳源，無需加入高危性的碳源和還原性氣體，即可通過CVD 法自催化原位生長CNT，從而得到MXene-Co-CNT 微球（MXene-Co-CNT MS），制備過程如圖1 所示。將MXene-Co-CNT MS 修飾到玻碳電極（GCE）表面制備MXene-Co-CNT MS/GCE，用于環(huán)境水樣中常見的6 種NACs（2，4，6-三硝基甲苯（TNT）、1，3，5-三硝基苯（TNB）、2，4-二硝基甲苯（DNT）、1，3 二硝基苯（DNB）、1-氯-2，4-二硝基苯（Cl-DNB）和4-硝基苯酚（4-NP））的檢測，顯示出高靈敏度和良好的抗干擾性能。將本方法用于實際湖水樣品中NACs 的檢測，顯示出良好的實用性。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Philips PW-1830 X 射線衍射儀（XRD，荷蘭帕納科技有限公司）；ESCALAB 250 X 射線光電子能譜儀（XPS，美國Thermo VG Scientific 公司）；DXR Raman Microscope 激光共焦拉曼光譜儀（Raman，美國Thermo Fisher 公司）；Sirion200 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FSEM，美國FEI 公司）；JEM2100 透射電子顯微鏡（TEM，日本電子株式會社）；CHI760E 電化學工作站（上海晨華儀器有限公司）。采用三電極體系：工作電極為玻碳電極（GCE， d=3 mm，天津艾達恒晟公司），參比電極為Ag/AgCl 電極（3.5 mol/L KCl，天津艾達恒晟公司），對電極為鉑絲電極（? 0.5 mm×37 mm，天津艾達恒晟公司）。

Ti3AlC2（≥99.5%，新烯科技有限公司）；Nafion（5%，美國Sigma-Aldrich 公司）；TNB（96%）、Cl-DNB（97%）（梯希愛（上海）化成工業(yè)發(fā)展有限公司）；TNT 甲醇溶液（96%，麥克林公司）；DNT、DNB（97%）和4-NP（98%）（阿拉丁試劑（上海）有限公司）；其余試劑均為國產(chǎn)分析純試劑。實驗用水為Millli-Q 純水系統(tǒng)（美國Millipore 公司）制備的去離子水。

1.2 實驗方法

1.2.1 MF 微球的制備

參考文獻[15]的方法合成MF 微球。在250 mL 圓底燒瓶中加入100 mL 水、2 mL 甲醛和2 g 三聚氰胺，攪拌下升溫至80 ℃。待溶液完全澄清后，加入0.5 g 聚乙烯醇（PVA），溶解后加入0.2 g 檸檬酸引發(fā)聚合，在80 ℃下反應(yīng)10 min 后立刻停止反應(yīng)，趁熱離心（3000 r/min， 5 min），收集白色固體沉淀，反復(fù)進行水洗后離心，烘干，得到MF 微球。

1.2.2 MXene 納米片的制備

參考文獻[16]的方法合成MXene 納米片，采用刻蝕-剝離兩步法制備單層MXene。稱取2 g LiF 加入到裝有40 mL HCl 溶液（9 mol/L）的特氟龍燒杯中，攪拌至LiF 完全溶解，緩慢加入2 g Ti3AlC2，在40 ℃下刻蝕48 h 后，離心（3500 r/min， 7 min）并反復(fù)以水沖洗至pH=6，得到Ti3C2TX MXene 相，再將其分散于水中，冰浴超聲2 h 后，再次離心（3500 r/min， 30 min）并收集上層清液，即得到單層或少層的MXene 納米片分散液。

1.2.3 MXene-MF 復(fù)合球的制備

將制備的MXene 分散液用水稀釋至2 mg/mL，超聲分散均勻；將MF 微球加入水中進行超聲分散，得到MF 分散液（10 mg/mL）。將所得的MXene 分散液和MF 分散液按體積比1∶5 混合，用0.1 mol/L HCl調(diào)節(jié)至pH 4～5，攪拌反應(yīng)4 h。8000 r/min 離心10 min，沉淀用水清洗，在60 ℃下真空干燥10 h，得到MXene-MF 復(fù)合球。

1.2.4 MXene-Co-CNT MS 的制備

將40 mg Co（NO3）2·6H2O 溶于20 mL 乙醇中，再加入0.2 g MXene-MF 復(fù)合球，在40 ℃下勻速攪拌4 h。離心，收集固體，在45 ℃烘箱中干燥。將得到的粉末樣品置于管式爐中，在氬氣（100 mL/min）保護下，以10 ℃/min 的速率升溫至900 ℃，保持60 min，最后降至室溫，得到MXene-Co-CNT MS。

1.2.5 電化學測試

使用粒徑為0.05 μm 的氧化鋁拋光粉在麂皮上將GCE 打磨至鏡面，用水沖洗后晾干。稱取10 mgMXene-Co-CNT MS 粉末加入到2 mL N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，超聲30 min 使其分散均勻；加入40 μL Nafion 溶液，再次超聲10 min，得到電極材料漿料。將5 μL 電極材料漿料滴涂到經(jīng)過預(yù)處理的GCE 表面，干燥后得到MXene-Co-CNT MS/GCE。

所有電化學測試均在CHI760E 電化學工作站（上海辰華儀器有限公司）上進行，采用三電極體系：MXene-Co-CNT MS/GCE 為工作電極，鉑絲為對電極， Ag/AgCl 電極為參比電極。在含10 mmol/L[Fe（CN）6]3?/4?的50 mL 0.1 mol/L 的KCl 溶液和50 mL 0.1 mol/L 的PBS 溶液（pH 7.0）中，采用循環(huán)伏安（CV）、電化學阻抗譜（EIS）和線性掃描伏安（LSV）法檢測TNT、TNB、DNT、DNB、Cl-DNB 和4-NP。其中， TNB 和DNT 使用乙腈溶液， TNT、DNB、Cl-DNB 和4-NP 使用甲醇溶液，分別配制成100、10、1.0 和0.1 mmol/L 的標準樣品。檢測前，先通氮氣10 min 以去除氧氣。檢測時，滴加50 μL 0.1 mmol/L 標準樣品，對應(yīng)的測試濃度為0.1 μmol/L，再滴加50 μL 0.1 mmol/L 標準樣品，對應(yīng)測試濃度為0.2 μmol/L，以此類推。每次滴加完待測物后，繼續(xù)攪拌1 min 后開始測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 材料表征

采用掃描電鏡（SEM）對制備的MXene-Co-CNT MS 及其前驅(qū)體進行形貌表征。如圖2A 所示，合成的MF 微球粒徑較均一，約為1～2 μm，表面粗糙。MXene 通過靜電自組裝包覆到MF 微球表面后，復(fù)合微球的表面變得光滑（圖2B）。經(jīng)過浸漬處理與高溫煅燒后，自催化生長出的CNT 密集分布在球體表面，形成海膽狀結(jié)構(gòu)（圖2C 和2D）， CNT 長度約為100 nm。將CNT 修飾到MXene 微球上，可以有效阻止微球堆疊，增大MXene 微球之間的接觸面積，從而使材料具有更多的活性位點和更快的電子轉(zhuǎn)移速率。

采用透射電鏡（TEM）對MXene-Co-CNT MS 的形貌進行表征，結(jié)果表明，經(jīng)過煅燒后，不僅去除了作為模板球的MF 微球，還在球的表面生長出Co 納米顆粒（圖2E 和2F），材料仍維持球狀結(jié)構(gòu)，但尺寸略微減小，這是由于失去MF 支撐后， MXene 層向內(nèi)部收縮。將二維的MXene 納米片構(gòu)筑成三維的微球結(jié)構(gòu)，有效解決了MXene 納米片易團聚的問題，并具有更大的比表面積，從而暴露出更多的活性位點，加快了催化反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移速率；同時，大的比表面積更有利于其它功能性納米材料的修飾。從MXene-Co-CNT MS 的元素分布圖（圖2G～2J）中可見， Ti、Co、C 和N 元素均勻分布， Co 含量為5.8%。

通過X 射線衍射（XRD）對材料的組成和結(jié)構(gòu)進行表征。如圖3A 所示， Ti3C2TX 的XRD 譜圖在7.2°處出現(xiàn)了1 個明顯的衍射峰，對應(yīng)于Ti3C2 的（002）晶面，而MXene-Co-CNT MS 的Ti3C2（002）晶面向左偏移至5.9°，這歸因于MXene 納米片形成微球時產(chǎn)生的彎曲以及CNT 在MXene 表面的生長，使得MXene層間距增大。MXene-Co-CNT MS 中Ti3C2（002）晶面的衍射峰強度弱于純Ti3C2TX，這是由于CNT 的生長破壞了MXene 的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。MXene-Co-CNT MS 經(jīng)過高溫煅燒后，在26.2°處出現(xiàn)1 個寬的衍射峰，對應(yīng)CNT（002）晶面[17]，表明成功生長了CNT。MXene-Co-CNT MS 的XRD 譜圖在44.2°、51.5°和75.9°處出現(xiàn)3 個明顯的衍射峰，分別對應(yīng)Co（JCPDS No.15-0806）的面心立方（fcc）晶格（111）、（200）和（220）晶面，證明在MXene 微球表面成功負載了Co 納米粒子。

采用拉曼光譜對MXene-Co-CNT MS 的晶體結(jié)構(gòu)和缺陷程度進行分析。如圖3B 所示，在Ti3C2TX 和MXene-Co-CNT MS 的拉曼光譜中， Ti3C2TX 的D 峰與G 峰分別位于1334 和1580 cm?1 處，強度比（ID/IG）為0.78。經(jīng)過高溫煅燒后， MXene-Co-CNT MS 的D 峰和G 峰發(fā)生略微移動，分別移至1346 和1584 cm?1處，并且ID/IG 增至1.04，這是因為Ti3C2TX 表面生長Co 納米粒子和CNT 后，增加了材料的無序結(jié)構(gòu)，這與XRD 分析結(jié)果一致，同時說明經(jīng)過Co 納米粒子以及CNT 修飾后，材料的缺陷程度增加，從而具有更多的活性位點。

通過X 射線光電子能譜（XPS）對所制備樣品的化學組成與元素價態(tài)進行分析。圖4A 為MXene-Co-CNT MS 的XPS 總譜，在結(jié)合能為284.8、397.0、458.4、530.2 和780.3 eV 處的峰分別歸屬于C 1s、N 1s、Ti 2p、O 1s 和Co 2p，表明MXene-Co-CNT MS 主要含有Ti、C、O、N 和Co 元素，其中， N 元素來自CNT 中摻雜的N。圖4B 為MXene-Co-CNT MS 的C 1s 譜圖，其中包括5 個特征峰：O—C=O（289.9 eV）、C—O（287.0 eV）、C—N（285.7 eV）、C—C（284.7 eV）和C—Ti（281.9 eV）。圖4C 為MXene-Co-CNT MS 的Co 2p 譜，可以觀察到Co 2p1/2、Co 2p3/2 以及2 個明顯的衛(wèi)星峰，表明在煅燒過程中，前驅(qū)體Co（NO3）2·6H2O 未被全部還原為Co 納米粒子，還存在其它價態(tài)的Co 化合物。對Co 2p 譜進行高斯擬合，這些峰與單質(zhì)Co 以及Co2+的2 個自旋軌道雙峰可以很好地匹配， Co 2p1/2 和Co 2p3/2 的結(jié)合能分別為795.4 和780.0 eV。通過去卷積的方法，得到782.2 和797.2 eV 處的信號峰歸屬于Co2+，而786.3 和803.7 eV 處的信號峰歸屬于Co 2p 的2 個衛(wèi)星峰。圖4D 為MXene-Co-CNT MS 的N 1s 譜，在395.9、397.0、398.9 和400.7 eV 處的4 個特征峰分別對應(yīng)吡啶氮、吡咯氮、石墨氮和氮-氧化物。MXene-Co-CNT MS 中的氮原子多為石墨氮，嵌入碳基質(zhì)中，取代碳原子形成氮摻雜CNT。

2.2 MXene-Co-CNT MS 修飾電極的電化學性能

在含有10 mmol/L [Fe（CN）6]3?/4?的0.1 mol/L KCl 溶液中進行CV 和EIS 分析，考察裸GCE、MXene/GCE 和MXene-Co-CNT MS/GCE 的電化學性能。如圖5A 所示，各電極的CV 圖中均出現(xiàn)一對可逆的氧化還原峰，其中，裸GCE 的電流響應(yīng)最低；MXene/GCE 電極的電容和峰電流都明顯增加，表明MXene/GCE的電化學活性面積和雙電層電容略有提升；MXene-Co-CNT MS/GCE 的峰電流提升更大，這是由于存在高電催化活性的Co 納米粒子，并且由MXene 納米片構(gòu)筑的三維球體以及表面生長的CNT 使電極材料具有更大的比表面積和更多的活性位點，這不僅提高了電子傳輸速率，還增大了反應(yīng)物的吸附與擴散速率。根據(jù)Randles-Sevcik 方程計算不同電極材料修飾后的電化學活性面積：

iP = 2.69 × 10 5n3／2 AD1／2 Cv1／2

其中， iP 為氧化峰電流（A）；A 為電極的電化學活性面積（cm2）；D 為反應(yīng)物的擴散系數(shù)（cm2·s）；n 為反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)；v 為CV 測試時的掃描速率（V/s）；C 為反應(yīng)物的濃度（mol/L）。本研究中， n=1，D=6.5×10?6 cm2·s， C=10 μmol/L。通過計算得出裸GCE、MXene/GCE 和MXene-Co-CNT MS/GCE 的電化學活性面積分別為0.056、0.073 和0.089 cm2。

裸GCE、MXene/GCE 和MXene-Co-CNT MS/GCE 的Nyquist 曲線如圖5B 所示，所有電極的Nyquist曲線圖都是由高頻區(qū)域的半圓弧和低頻區(qū)域的直線組成，分別對應(yīng)電荷的轉(zhuǎn)移過程與擴散過程；半圓弧直徑大小對應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移電阻（Rct）。裸GCE 在高頻區(qū)域顯示出最大的半圓弧， Rct=272.52 Ω；修飾MXene后，半圓直徑減小， Rct=201.35 Ω，這歸因于MXene 具有良好的導電性；修飾MXene-Co-CNT MS 后，高頻區(qū)的半圓弧已經(jīng)不是特別明顯， Rct=24.50 Ω，這說明電極表面與電解質(zhì)界面之間的電子轉(zhuǎn)移過程非常迅速。電極Rct 降低的主要原因是將二維的MXene 納米片構(gòu)筑為三維的微球后，有效阻止了片層堆疊，極大改善了電子在縱向的傳輸速度，并且負載具有高導電性的Co 納米粒子使電極的Rct 進一步減小。

以TNT 為模型分子，考察了不同電極（GCE、MXene/GCE 和MXene-Co-CNT MS/GCE）對NACs 的電催化性能。圖5C 為不同電極在含50 μmol/L TNT 的0.1 mol/L PBS 中，–0.20～–0.70 V 范圍內(nèi)的LSV 曲線。裸GCE 的LSV 曲線未出現(xiàn)明顯的還原峰。MXene/GCE 的LSV 曲線出現(xiàn)3 個彼此分離的還原峰，分別對應(yīng)TNT 上甲基鄰位和對位的3 個硝基被還原生成的氨基， MXene/GCE 對NACs 具有較強的富集能力，但電催化活性較低，導致還原峰非常弱。MXene-Co-CNT MS/GCE 的LSV 曲線出現(xiàn)了3 個非常明顯的還原峰，這是由于三維MXene 微球與表面生長的CNT 形成的海膽狀結(jié)構(gòu)比二維MXene 片的片層結(jié)構(gòu)具有更大的比表面積，從而提供了更多的活性位點，并且CNT 對NACs 具有良好的吸附性，而高催化活性的Co 納米粒子的引入進一步增強了電極材料對NACs 的電催化活性。

2.3 MXene-Co-CNT MS 對NACs 的電化學傳感性能

在0.1 mol/L PBS 溶液（pH 7.0）中， MXene-Co-CNT MS/GCE 對TNT、TNB、DNT、DNB、Cl-DNB 和4-NP 的LSV 曲線如圖6 所示，測試濃度從低到高依次為0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、50 和100 μmol/L。由圖6 可見，各條LSV 曲線上出現(xiàn)還原峰的數(shù)目與被檢測的NACs 分子上硝基的數(shù)目一致。硝基的還原電位與其在苯環(huán)上的位置有關(guān)，所以在LSV 曲線中的還原峰的出峰位置不同。隨著NACs 濃度增大， LSV 曲線的還原峰的電位逐漸向左偏移，峰電流密度也隨之增加。

由圖6 可見， 50 μmol/L TNB 分別在?0.24、?0.36 和?0.46 V 電位下出現(xiàn)3 個還原峰（圖6A）；由于甲基的推電子效應(yīng)， TNT 的還原峰電位相較于TNB 向負電位移動，分別在?0.26、?0.38 和?0.49 V 處產(chǎn)生還原峰（圖6B）。50 μmol/L Cl-DNB 分別在?0.29 和?0.44 V 處出現(xiàn)2 個還原峰；50 μmol/L DNB 分別在?0.36和?0.47 V 處出現(xiàn)2 個還原峰（圖6D），與Cl-DNB 相比，還原峰電位向負電位移動，這是由于DNB 與Cl-DNB 的結(jié)構(gòu)相似， DNB 苯環(huán)上1 號位置的氫原子被氯原子取代轉(zhuǎn)化為Cl-DNB，而氯原子是強吸電子取代基。50 μmol/L DNT 分別在?0.38和?0.51 V處出現(xiàn)2 個還原峰（圖6E），同樣由于甲基的推電子效應(yīng)， 相比于DNB， DNT的還原峰電位向負電位偏移；50 μmol/L 4-NP在–0.53 V處出現(xiàn)1個還原峰（圖6F）。

測定MXene-Co-CNT MS/GCE對一系列不同濃度（0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、50、100 μmol/L）NACs 的LSV 電流響應(yīng)， NACs 濃度與LSV 響應(yīng)電流密度的校正曲線如圖7 所示。MXene-Co-CNT MS/GCE 檢測TNT、TNB、DNT、DNB、Cl-DNB 和4-NP 的線性范圍、線性方程、靈敏度和檢出限見表1。與其它NACs 傳感器相比（表2），本研究制備的MXene-Co-CNT MS/GCE 與之相當或者更優(yōu)。

2.4 MXene-Co-CNT MS/GCE 的抗干擾性能

在含有10 μmol/L NACs 的0.1 mol/L PBS 溶液（pH 7.0）中分別加入濃度為100 μmol/L 的甲苯胺（Toluidines）、對甲苯酚（p-Cresol）、苯甲酸（BZA）、對二甲苯（PX）、NO3–、CO32–、SO42– 和PO43–，采用MXene-Co-CNT MS/GCE 進行LSV 測試，結(jié)果如圖8 所示。加入干擾物前后， MXene-Co-CNT MS/GCE 的LSV 響應(yīng)無明顯變化，表明MXene-Co-CNT MS/GCE 具有良好的抗干擾性能，可以對環(huán)境樣品中的NACs進行準確檢測。

2.5 環(huán)境水樣檢測

考察了MXene-Co-CNT MS/GCE 用于實際環(huán)境水樣中NACs 的檢測性能。水樣取自武漢湯遜湖，通氮氣10 min 后，直接進行LSV 檢測，未檢出NACs。在湖水樣品中添加3 個不同濃度水平的NACs 標準品，采用本方法檢測，結(jié)果如表3 所示，加標回收率為94.0%～106.1%，相對標準偏差（RSD）為1.7%～3.3%，表明本研究構(gòu)建的MXene-Co-CNT MS/GCE 可用于檢測環(huán)境水樣中的NACs，結(jié)果準確可靠，具有良好的實際應(yīng)用潛能。

3 結(jié)論

本研究以MF 微球為模板，采用犧牲模板法結(jié)合自催化CVD 的方法，制備了MXene 微球并生原位生長CNT，成功構(gòu)建出MXene-Co-CNT MS。此材料具有特殊的微球結(jié)構(gòu)和修飾的CNT，使其具有大的比表面積和高的電子傳輸速率。以MXene-Co-CNT MS 修飾GCE，制備MXene-Co-CNT MS/GCE 用于檢測6 種NACs（TNT、TNB、DNT、DNB、Cl-DNB 和4-NP），表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學傳感性能，具有靈敏度高、線性范圍寬和檢出限低等優(yōu)勢。本研究制備的新型MXene 基傳感器在檢測環(huán)境水樣中的NACs 方面具有良好的應(yīng)用前景。

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國家自然科學基金項目（No. 51504168）和武漢工程大學研究生教育創(chuàng)新基金項目（No. CX2022222）資助。