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徐州工业技术学院徐彦红&上海大学丁亚萍Compos. Commun.:静电纺丝制备基于CuO–NiO纳米复合材料的高灵敏度无酶葡萄糖传感器
2021/4/2 15:56:17 易丝帮

DOI: 10.1016/j.coco.2021.100687

采用静电纺丝法以及随后在450℃下进行煅烧制备了CuO-NiO纳米复合材料。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了表征。从SEM显微照片中观察到无珠的规则纳米纤维。XRD和TEM结果证实所合成材料是由CuO和NiO晶相组成的复合纳米颗粒。本研究在玻璃碳电极(GCE)上修饰纳米复合材料CuO-NiO,首次制备出一种无酶葡萄糖传感器。采用循环伏安法和电流-时间曲线技术探究修饰电极(CuO-NiO/GCE)在碱性水溶液中的电化学性能。对GCE上的外加电位、修饰物浓度等实验参数进行了优化,并详细研究了用于葡萄糖测定的生物传感器性能。在最佳条件下(8.0μL修饰物,+0.55V),CuO-NiO/GCE在葡萄糖检测中显示出优异的性能,如较快的响应速度(约1s),低至0.08μM的检测限(S/N=3),0.2μM-1.0mM的宽范围,线性相关系数为0.998,灵敏度高达4022μA mM-1 cm-2。另外,CuO-NiO/GCE具有良好的选择性、重现性和长期稳定性。出色的葡萄糖电化学催化性能表明,合成的CuO-NiO纳米复合材料是一种很有前途的葡萄糖电极材料。

 

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图1.所制备电纺纳米纤维在450℃下煅烧之前(a)和之后(b)的SEM图


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图2.样品的XRD图(a)和TEM(b)


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图3.不同材料(NiO(I),CuO(II),CuO-NiO(III))修饰GCE在含1mM(a)和2mM(b)(实线)或无葡萄糖(虚线)的0.1M NaOH中的CVs(扫描速率:50mV/s)插图,GCE在含2mM葡萄糖(实线)或没有葡萄糖(虚线)时的CVs。V,在不同扫描速率下,CuO-NiO在含2mM葡萄糖的0.1M NaOH中的CVs,以及峰值电流与扫描速率平方根的校准图(V中的插图)


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图4.由煅烧静电纺丝纤维得到的CuO-NiO纳米复合材料在NaOH中的葡萄糖电氧化机理示意图


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图5.A,不同因素对CuO-NiO/GCE上0.2mM葡萄糖的氧化电流的影响:修饰物用量和外加电位。B,葡萄糖在CuO-NiO/GCE上的电流-时间曲线;插图,葡萄糖氧化反应和葡萄糖浓度的相应校准曲线


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图6.葡萄糖(0.1mM)和DA、AA、UA在CuO-NiO/GCE上的电流-时间曲线


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