由于在生物傳感、癌癥診斷、免疫分析、環(huán)境修復(fù)等眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用前景廣闊，作為過氧化物酶模擬物的功能納米材料的設(shè)計引起了極大的關(guān)注。在此，我們報道了一種在功能化還原氧化石墨烯復(fù)合材料上裝飾半導(dǎo)體CuS納米粒子（CuS-frGO）的簡便合成方法。CuS-frGO具有出色的過氧化物酶模擬活性以及光催化性能。實(shí)際上，CuS-frGO在酸性條件下在Cr(VI)存在下催化H
2O
2分解為•OH自由基。產(chǎn)生的•OH自由基與用作•OH清除劑的對苯二甲酸反應(yīng)，導(dǎo)致形成2-羥基對苯二甲酸，并在425 nm處發(fā)射熒光。基于這種機(jī)制，CuS-frGO被用作過氧化物酶模擬物，用于檢測水性介質(zhì)中的無機(jī)污染物Cr(VI)離子。所提出的具有高選擇性和靈敏度的簡單熒光技術(shù)已成功地用于檢測26.60 nM濃度的Cr(VI)，其中，pH為4，0-200 nM線性范圍內(nèi)。合成的材料還顯示出有效的光催化性能，且自然陽光照射下25分鐘內(nèi)對Cr（VI）離子達(dá)到99％的光還原效率。
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Figure 1. CuS-frGO納米復(fù)合材料的TEM圖像（a,b,c）、HRTEM圖像（d）、粒度分析（e）、SEAD模式（f）以及C（g）、O（h）、N（i）、Cu（j）和S（k）的元素曼譜圖。
Figure 2. （a）在50 nM不同陽離子的情況下，TA-OH的熒光發(fā)射強(qiáng)度的變化；（b）在不同的無機(jī)和有機(jī)共存物質(zhì)的情況下，CuS-frGO+Cr(VI)催化的TA-OH的熒光光譜;（c）CuS-frGO對Cr(VI)離子檢測的可重復(fù)使用性研究：乙酸鹽緩沖液（pH 4），催化劑（6 mg/L），TA（0.01 mM），Cr(VI)溶液（50 nM）和H
2O
2（50μL）。
Figure 3. （a）在光催化還原Cr(VI)離子過程中的紫外可見光譜變化;（b）在不同實(shí)驗條件下，不同催化劑存在下還原Cr(VI)（Cr(VI)濃度= 0.1 mM，催化劑濃度= 0.4 g/L，pH 5）;（c）在可變pH值下, Cr(VI)的還原，以及（d）不同pH值下的Langmuir-Hinshelwood擬一級動力學(xué)圖（Cr(VI)濃度= 0.1 mM，催化劑濃度= 0.4 g/L，pH值為5）。
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Figure 4. 在0.1 M不同（a）陰離子和（b）陰離子存在下，CuS-frGO光催化劑在陽光照射下25分鐘內(nèi)催化Cr(VI)還原（反應(yīng)條件：Cr(VI)= 0.1 mM，催化劑= 0.4 g/L，pH 5）。
Figure 5. CuS-frGO納米復(fù)合材料在陽光照射下光誘導(dǎo)Cr(VI)還原為Cr(III)。
相關(guān)研究成果于2019年由CSIR-東北科技學(xué)院Manash R. Das課題組，發(fā)表在ACS Sustainable Chem. Eng.（DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b03043）上。原文：CuS Decorated Functionalized Reduced Graphene Oxide: A Dual Responsive Nanozyme for Selective Detection and Photoreduction of Cr(VI) in an Aqueous Medium。
