近日，中心硕士研究生黄鹏以第一作者在《Microchimica Acta》期刊（中科院JCR二区）发表题为“Magnetic Fe₃O₄ nanoparticles decorated phosphorus-doped biochar-attapulgite/bismuth film electrode for smartphone-operated wireless portable sensing of ultra-trace multiple heavy metal ions”的论文，该研究工作得到了国家自然科学基金、江西省主要学科学术和技术带头人培养计划领军人才项目的支持。江西农业大学国家林业草原木本香料（华东）工程技术研究中心为该论文第一署名单位，陈尚钘教授、文阳平青年教授为共同通讯作者。

由于环境安全问题，重金属造成的污染日益引起人们的注意。因此，开发高灵敏度、高可靠性的重金属检测技术对人类健康和环境监测具有十分重要的意义。与此同时，以林业废弃物为原料开发出高性能的生物炭并制备环保型的检测、监测或修复材料也具有重要的意义。近期，木本香料综合利用团队以樟树提取精油的树枝为炭前驱体，利用水热法制备生物炭（BC），磷掺杂生物炭复合磁性Fe₃O₄纳米颗粒和凹凸棒土（ATP），采用原位沉积法制备铋膜电极(MBA-BiFE和MBA-BiF/SPE)，结合智能手机操作的无线便携式传感器，对多种重金属离子（Cd²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺）同时进行超痕量伏安检测。Cd²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺在0.1 nM - 5.0 μM、0.01 nM - 7.0 μM和0.1 nM - 3.0 μM范围内表现出良好的电化学响应，最低（LOD）检出限分别为0.036、0.003和0.011 Nm, MBA-BiFE对Cd²⁺、Pb²⁺和Hg²⁺的回收率分别为93.6%-109.9%、86.0%-107.5%和94.8%-104.6%，对Cd²⁺、Pb²⁺和Hg²⁺的（相对标准偏差）RSD分别为4.2%、2.8%和3.3%。研究工作还构建了基于人工神经网络算法（ANN）的机器学习模型，以实现对超痕量有害多种金属离子的智能分析。与传统的基于MBA-BiFE传感器相比，基于丝网印刷改进的MBA-BiF/SPE集成三电极便携式传感器在户外检测方面表现出了优势和实用性。本研究提供了一种智能手机操作的无线便携式传感技术，用于环境金属组学或农业金属组学中利用林业废弃物衍生的掺杂多种元素的生物炭。

Huang P, Xiong Y, Ge Y, et al. Magnetic Fe₃O₄ nanoparticles decorated phosphorus-doped biochar-attapulgite/bismuth film electrode for smartphone-operated wireless portable sensing of ultra-trace multiple heavy metal ions[J]. Microchimica Acta, 2023, 190(3): 94.

 原文链接：https://doi.org/10.1007/s00604-023-05672-8

 （撰稿：黄鹏， 审核：李响）