基于多巴胺高选择性电化学传感的层状Nb2C MXene/ZnS纳米复合材料的合成与表征
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详细介绍

一、文章概述

MXenes由于其特殊的性能,在二维(2D)材料领域被标记为未来的材料。碳化铌(Nb2C)MXene家族的重要成员,在锂离子电池和超级电容器领域有着广泛的应用。然而,它在传感领域的应用尚未被探索。文章研究首次报道了Nb2C/ZnS纳米复合材料对多巴胺(DA)传感的合成和应用。在55◦C条件下,对母体MAX(Nb2AlC)Nb2C进行了蚀刻。采用差分脉冲伏安法(DPV)Nb2C电极应用于DA的电化学传感。通过水热法合成了硫化锌(硫化锌)纳米颗粒,以提高Nb2C的电化学性能。利用XRDSEMEDSFTIR光谱技术对这些制备的样品进行了表征。MXene-ZnS纳米复合改性玻璃碳电极(GCE)被证明是一种非常有效的电化学电极材料,检测范围为0.09-0.82mM,检测限很低,为1.39μM,灵敏度为12.1μA·μM-1。在抗坏血酸、柠檬酸和葡萄糖等干扰剂的存在下,修饰后的玻璃状碳电极也被证明对多巴胺具有特殊的选择性。

二、图文导读


1.(ab)Nb2C分别在10μm2μm下的SEM结果,(cd)硫化锌团聚在1μm500nm处的SEM图像,(ef)Nb2C/ZnS纳米复合材料的SEM图像。



2.(a)MXeneMAX相相比的XRD模式,(b)MXene-ZnS纳米复合材料与反应物的XRD平行。

(a)Nb2C样品与JCPDS#00-015-0127相匹配,具有P63/mmc六角形对称性,在38.9◦处,MAX相的特征峰几乎完全去除。MAX002峰下移与MXene片的晶格参数c的增加相对应。(b)为合成的硫化锌样品的XRD模式,所得结果与晶格参数为JCPDS#01-080-0020的立方硫化锌结构相匹配。



3.0.1MPBSDPV中不同GCE电极的多巴胺检测峰。

0.1M磷酸盐缓冲盐(PBS)(pH=3)中,通过DPV50mv-1扫描速率观察其在不同修饰GCE电极上电化学检测DAGCE通过使用三个样本进行了修改。Nb2C MXene、硫化锌和Nb2C /ZnS纳米复合材料。为此目的选择的电位窗口为0.3~0.6V,最大峰值电流为0.40V~0.435V


4.(a)GCE/Nb2C(b)GCE/ZnS(c)GCE/nb2C/ZnSDPV伏安图。插入的是对应电极(PBSpH3、扫描率Scat50mVs1、步长电位5mV、步长电位5mV)的电流与DA浓度的线性图,间隔时间为0.5s)


三、全文总结


通过对目前研究工作的广泛分析,文章得出结论,Nb2C在表面具有多种功能。在55◦C下,用Nb2AlC蚀刻Al,成功合成了OOHF。通过醋酸锌和油酸钠热水反应,制备了直径约9nm的硫化锌纳米颗粒的球形团聚体。因此产生的化合物及其11的复合物首次通过DPV电化学检测多巴胺。玻璃状碳电极(工作电极)、pH350mv-1扫描速率下的PBS是实验的最佳条件。MXene-ZnS纳米复合材料制备的电极是最好的三个电极,线性检测范围最宽为0.09-0.82mM,检测限最低为1.39μM,灵敏度最高为12.1μA/μM。所制备的电极被证明对多巴胺高度敏感和选择性,因为它没有检测到伴随多巴胺使用的任何干扰剂(抗坏血酸、柠檬酸和葡萄糖)。GCE/Nb2C/ZnS的电化学活性支持了我们制造该复合材料的目的,并为进一步合成不同类别化合物的麦克烯复合材料打开了新的门,以便更好的实际应用。



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