工业废水中的有毒染料对环境和公共健康构成严重威胁，尤其是纺织、印染等行业排放的刚果红（Congo Red，CR）等偶氮染料。还会通过食物链引发细胞毒性、遗传毒性及致癌性等严重健康风险。数据显示，全球每年约10%的工业染料（超1000种）直接排入自然水体，其中CR对肝脏酶（如天冬氨酸氨基转移酶）的抑制作用及血液系统毒性尤为显著，亟需高效的检测与去除技术。

本研究提出了一种创新性的解决方案：通过电化学传感技术实现CR的高灵敏度检测，并结合光催化和吸附方法实现其完全去除。本文将详细解读这一研究的核心内容与成果

研究背景与意义   Environmental Surfaces and Interfaces

研究方法与创新    Environmental Surfaces and Interfaces

该研究采用多学科交叉方法，构建了"检测-降解-吸附"三位一体的技术体系：

• 电化学传感平台：通过多壁碳纳米管（MWCNTs）修饰玻碳电极（GCE），显著提升电极的导电性和表面积，构建高灵敏度检测系统。

• 光催化降解：利用BaO纳米颗粒作为光催化剂，通过XRD、FTIR和UV-Vis表征其晶型结构和光吸收特性，并在不同pH条件下实现CR的高效降解。

• 吸附去除：采用氧化石墨烯（GO）纳米片作为吸附剂，研究其在不同条件下的吸附性能。

电化学传感：超高灵敏度检测

研究团队设计的MWCNTs/GCE传感器展现出卓越的检测性能：其检测限低至0.1 nM，远优于已报道的GO/GCE（0.24 μM）和AuNPs/CPE（0.07 μM），MWCNTs显著增加电极活性表面积（从0.038 cm²增至0.085 cm²），降低电荷转移电阻，通过重复性和再现性测试表明传感器具有优异的长期稳定性

光催化降解：高效去除机制

BaO纳米颗粒在酸性条件下（pH=3）表现出最佳光催化性能，在90分钟内去除率达95%的降解效率，优于文献报道的CoFe₂O₄（91%）和NiO-TiO（92%），降解过程符合准一级动力学模型，速率常数k=0.032 min⁻¹，通过自由基捕获实验证实·OH是主要活性物种，并提出CR通过氧化反应最终矿化为CO₂和H₂O。

吸附去除：完全净化技术

GO纳米片在中性条件下展现出卓越的吸附性能，其最大吸附量达166 mg/g，显著高于传统吸附材料，在低浓度下符合Langmuir模型（单层吸附），高浓度下符合Freundlich模型（多层吸附），4 mg GO即可实现25 mL CR溶液（29 ppm）的100%去除。

结论与展望

Environmental Surfaces and Interfaces

本研究成功构建了刚果红染料的"检测-降解-吸附"全链条处理技术，为工业废水处理提供了新思路。该研究的主要创新点在于首次实现了传感检测、光催化降解与吸附去除技术的系统集成，构建了针对刚果红染料的“检测-降解-吸附”全链条处理方案。在应用价值方面，研究采用环境友好型的BaO纳米颗粒和氧化石墨烯（GO）作为功能材料，其降解产物无毒且处理过程绿色环保。该方法具有显著的经济优势，操作流程简单、成本低廉，特别适合工业化规模应用。更为重要的是，该技术路线具有广谱适用性，其设计原理可拓展应用于其他类型染料污染物乃至有机污染物的治理，这项研究不仅为解决染料污染问题提供了切实可行的技术方案，也为环境功能材料的设计与应用开辟了新途径。未来研究可进一步探索：实际废水复杂基质中的性能验证；催化剂的循环使用稳定性；规模化应用的工程参数优化；技术在其他有机污染物处理中的普适性。

期刊刊载主题（包括但不限于）：

• Advanced hetero-catalysis environmental functional materials

• Nanobubble technology

• Electro-chemistry

• Bio interface in environmental-related processes

• Colloid and interface chemistry

• Surface adsorption and desorption

• The interface process in engineered membrane and biological film

• Theoretical calculation of surface/interface science

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