中國海洋大學仇萌課題組采用氮摻雜的改性策略可以改善少層Ti3C2易卷曲的缺點并進一步增強其電子特性以及對銀納米酶的催化活性的提升。該課題組采用了安全無毒的多巴胺為氮源,使用高溫碳化法成功制備出具有獨特孔道結構的氮摻雜Ti3C2材料(N-Ti3C2),并將AgNPs電沉積在N-Ti3C2表面作為工作電極以實現H2O2的超靈敏檢測。制備的Ag/Ti3C2/GCE傳感器在H2O2檢測中表現出良好的傳感性能,具有寬的線性范圍為0.05-35 mM,檢測限低至1.53 μM以及良好的重現性和抗干擾能力。并且該傳感器成功用于胎牛血清、商用隱形眼鏡護理液和自來水等真實樣品中的H2O2測試,表現出高回收率(94.6 %~106.2 %)。
該傳感器表現出較好的H2O2檢測性能主要有以下幾點原因:首先,雜原子N的摻雜提升了Ti3C2的導電性和比表面積,并且N可以作為AgNPs生長的成核和錨定點,N原子與Ag納米晶體未被占據的d軌道可以形成更強的電子相互作用以減少AgNPs的團聚,從而形成分散良好的三維銀納米花結構,具有較高的催化活性。另一方面,N-Ti3C2增加的比表面積可以吸附更多的H2O2,為H2O2的還原提供充足的反應環境。因此,N-Ti3C2在加速電子轉移能力、提升銀納米酶的催化活性和促進H2O2的吸收三方面發揮著重要作用。另外,工作電極基底材料的改性對于提高H2O2電化學檢測性能至關重要。傳感器性能與載體(N-Ti3C2)和催化材料(AgNPs)相關,它們共同影響著最終檢測性能。因此,在未來的研究中,應進一步深入探究二維載體材料和催化材料的協同效應以拓寬其在電化學傳感領域的應用。



Meng Qiu, Beibei Zhu, Dong An, Zhaoshun Bi, Wei Shan, Yonghai Li, Guohui Nie, Ni Xie, Omar A. Al-Hartomy, Ahmed Al-Ghamdi, Swelm Wageh, Xichang Bao, Xiang Gao, Han Zhang
ChemElectroChem
DOI: 10.1002/celc.202200050