2025年8月12日,我院硕士研究生曾祥荣以第一作者身份在国际知名期刊《Electrochimica Acta》(二区,IF=5.6)发表题为“MOF-derived BC-Co@NC nanoarchitectures coupled with FS-DVC algorithm for resolving overlapping voltammetric signals of catechol/ hydroquinone isomers”的研究论文。江西农业大学为第一署名单位,文阳平研究员、谭桂霞讲师为共同通讯作者,该研究得到江西省自然科学基金重点项目及江西省高层次人才项目资助。
邻苯二酚(CC)与对苯二酚(HQ)是染料、农药、化妆品等工业生产的关键中间体,其水体与土壤残留会严重威胁生态系统稳定和人体健康。然而,二者电化学氧化特性相似,导致伏安信号高度重叠;传统检测方法如高效液相色谱、分光光度法等,存在操作复杂、成本高或分辨率不足等问题,难以在复杂环境基质中实现二者的精准同步检测,成为环境监测领域的技术瓶颈。
为解决这一难题,研究团队构建“材料设计--信号算法”双协同传感平台。在材料设计方面,以竹叶片生物炭(BC)为基底,通过拓扑碳化ZIF-67前驱体,制备出具有三维分级孔道与原子级分散Co-N4活性位点的BC-Co@NC复合材料。在信号算法开发上,利用基于Savitzky-Golay平滑的一阶--二阶导数伏安级联(FS-DVC)算法,通过一阶导数消除基线漂移、二阶导数锐化峰形,结合动态阈值分割技术,将CC与HQ的氧化峰分离度提升至152 mV,有效解决传统伏安法信号重叠的核心问题。
该研究通过材料界面工程与信号数学算法的深度融合,为解决电化学异构体识别中“灵敏度--选择性--稳定性”的矛盾提供了全新范式。相关技术为环境应急监测装备的便携化、智能化发展提供关键技术支撑,具有重要的理论意义和实际应用价值。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.electacta.2025.147136
供稿:曾祥荣 审核:刘庆言