本文提出一種基于納米Cu
xO修飾MWCNTs-COOH/MXene (nano-Cu
+O-MWCNTs-COOH /MXene)復合材料，設計了一種高靈敏度、高選擇性的苯甲酰(BN)電化學傳感器，用于檢測典型的苯并咪唑殺菌劑。三元異質結構具有良好的導電性、較大的比表面積和較高的催化活性，表現出良好的電催化活性，并增強了氮化硼氧化的電化學信號。此外，嵌入的納米Cu
xO顆粒對苯并咪唑分子具有較強的親和性，可以促進BN的預富集，進一步提高靈敏度，保證了高選擇性。得益于復合材料中各組分的協同作用，所研制的傳感器在10.0 nM ~ 10.0 μM范圍內具有較寬的線性范圍，檢測下限為3.0 nM (S/N=3)。同時，nano-Cu
xO-MWCNTs-COOH /MXene電極也表現出良好的長期穩定性和重復性。并將該方法成功應用于蘋果樣品中氮化硼的檢測，表明了其良好的實用性。
圖1. 納米nano-Cu
xO-MWCNTs-COOH/GCE的合成路線及其在氮化硼檢測中的電化學應用。
圖2 (A) nano-CuxO-MWCNTs-COOH， (B) MXene和(C) nano-Cu
xO-MWCNTs-COOH/MXene的SEM圖像。(D) nano-Cu
xO-MWCNTsCOOH/MXene復合材料的EDS圖像。(E) C、Ti、O、Cu元素映射圖。
圖3. (A) MWCNTs-COOH、nano-CuxO-MWCNTs-COOH和nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene的XRD譜圖。(B) MXene和nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene的氮吸附/脫附等溫線。(C) nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene的XPS光譜和C 1s (D)、Ti 2p (E)、Cu 2p (F)的高分辨率光譜。
圖4. 樣品的DPV曲線分析。
圖5 (A) nano-CuxOMWCNTs-COOH與MXene組成比例的影響。(B) nano-CuxOMWCNTs-COOH/MXene在GCE上的包覆量。(C) DPV對10.0 μM BN氧化峰電流的累積時間。
圖6. (A) nano-CuxOMWCNTs-COOH/MXene/GCE在不同pH值的PBS中測定10.0 μM BN的DPV曲線。(B) pH值對E
pa和I
pa的影響。
圖7 (A) nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene/GCE在含10.0 μM BN的PBS (0.1 M, pH 7.0)中10 ~ 250 mV s
-1掃描速率下的CV曲線。(B)峰值電流與掃描速率呈線性關系。(C) E
pa和lnν之間的關系。
圖8. nano-CuxO-MWCNTs-COOH /MXene/GCE對BN的氧化機理。
圖8 LIC在質量比為2:1時的電化學性能。
圖8 (A) nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene/GCE在0.1 M PBS (pH 7.0)中不同濃度BN的DPV曲線。 (B)峰值電流與氮化硼濃度的線性關系。
圖9 (A)各種干擾下對BN檢測的影響。(B) nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene/GCE的穩定性。
相關科研成果由江西農業大學理學院Limin Lu和Shuwu Liu等人于2022年發表在Journal of Electroanalytical Chemistry (https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2022.116586)上。原文：Three-dimensional nano-Cu
xO-MWCNTs-COOH/MXene heterostructure: an efficient electrochemical platform for highly sensitive and selective sensing of benomyl in fruit samples。
轉自《石墨烯研究》公眾號
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