고감도 무효소 포도당 센서를 위한 Ni(OH)2 중공 다공성 구조의 합리적인 설계

초록

Ni(OH)₂ 전기 촉매는 귀금속의 이상적인 대체물로 많은 연구 주목을 받았습니다. 그러나, 이들의 전기촉매 성능은 전자 전달 및 대량 수송의 어려움으로 인해 응용 분야의 요구를 여전히 충족시키지 못합니다. 동역학 원리에 따르면 중공 구조의 건설은 탁월한 전기 촉매 성능을 달성하는 효과적인 방법으로 간주됩니다. 이 작업에서 Ni(OH)₂ 중공 다공성 구조(Ni(OH)₂ HPA)는 효소가 없는 포도당 센서를 구축하기 위한 CEP(Coordinating Etching and Precipitating) 방법을 통해 간단하게 합성되었습니다. Ni(OH)₂ HPA는 큰 비표면적(SSA), 정렬된 확산 채널 및 구조 안정성을 제공합니다. 포도당 검출 전극으로 Ni(OH)₂ HPA는 고감도(1843μA mM⁻¹ ) 측면에서 탁월한 전기 활성을 나타냅니다. cm⁻² ), 낮은 검출 한계(0.23μM), 짧은 응답 시간(1.4초). 결과는 Ni(OH)₂ HPA는 무효소 전기화학 센서의 구성을 위한 실용적인 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 중공 구조의 설계는 고성능 센서를 위한 효과적인 엔지니어링 방법도 제공합니다.

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배경

포도당 검출은 임상 생화학, 식품 가공 및 환경 모니터링에서 매우 중요합니다. 포도당에 대한 빠르고 안정적인 감지 방법을 개발하는 것은 이러한 응용 분야에 대한 긴급한 요구입니다[1,2,3]. 이를 위해 표면 플라즈몬 공명[4], Fehling 시약 방법[5], 광학 회전 방법[6], 형광[7], 전기화학[8]과 같은 많은 기술이 개발되었습니다. 이러한 기술 중 전기화학적 방법은 높은 감도, 단순성, 저렴한 비용 및 매우 낮은 검출 한계로 인해 더 많은 관심을 받았습니다[9].

작동 전극의 전기 촉매 활성이 전기 화학 센서의 성능을 결정한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 따라서 전극 재료의 설계는 전기화학 센서에 매우 중요합니다. 최근 전이금속 수산화물은 금속 조성의 산화환원에 의한 매장량이 많고, 비용이 저렴하고, 활성이 높다는 장점 때문에 이 분야에서 널리 연구되고 있다[10]. 일반적으로 Ni(OH)₂ 산화환원 쌍(Ni³⁺ )으로 인해 포도당에 대한 이상적인 촉매로 인식되었습니다. /Ni²⁺ ) 알칼리성 매체에서. Ni(OH)₂의 금속 성분은 산화 환원에 의해 제공되는 고활성 전자를 복원하는 데 사용할 수 있지만 전자 전달 및 대량 수송의 어려움으로 인해 촉매 활성이 대규모 산업 생산 및 사람들의 생활 요구를 충족시킬 만큼 아직 높지 않습니다.

역학과 미세구조(모양, 크기, 구성요소) 사이의 긴밀한 연결에 영감을 받아 과학자들은 이미 전기촉매 역학에 좋은 다양한 구조의 나노물질을 만들었습니다. 왜냐하면 나노물질의 특성은 일반적으로 구조에 의존하기 때문입니다[11]. 잘 정의된 내부 공극, 높은 비표면적(SSA), 낮은 밀도 및 구조 안정성을 갖는 중공 다공성 나노구조는 최근 몇 년 동안 증가하는 관심을 끌고 있습니다[12]. 사용 가능한 내부 공동은 활성 입자가 응집되는 것을 효과적으로 방지하고 장기간 측정에 수반되는 구조적 변형을 수용합니다[13]. 그렇지 않으면, 기능성 쉘은 전해질과 전극 사이의 더 큰 접촉 면적을 제공하고, 충분한 활성 부위를 제공하고, 질량 및 전자 수송 모두를 위한 길이를 감소시킬 수 있습니다[14]. 또한 다공성의 얇은 쉘은 대량 수송 공정에 좋은 분석 물질 및 중간체에 대한 충분한 확산 경로를 제공합니다[15]. 결론적으로, 고활성 Ni(OH)₂ 중공의 다공성 구조물을 구축하여 전기 촉매를 얻을 수 있습니다.

여기서 입방형 Ni(OH)₂ HPA는 Cu₂로 구성됩니다. CEP(coordinating Etching and Precipitating) 경로의 개념에서 영감을 받은 O-템플릿 방법[16]. 중공 다공성 구조의 장점을 입증하기 위해 Ni(OH)₂의 전기 촉매 활성을 비교 평가했습니다. HPA 및 파손된 Ni(OH)₂ HPA(Ni(OH)₂ BHPA) 포도당 검출을 통해. 중공 다공성 구조는 Ni(OH)₂에 비해 더 큰 SSA, 더 정렬된 전달 경로 및 더 높은 전자 전달 효율을 제공합니다. BHPA. 따라서 준비된 Ni(OH)₂ HPA 전극은 더 높은 감도, 더 낮은 검출 한계 및 더 빠른 응답 시간 측면에서 더 높은 전기 촉매 활성을 나타냅니다. 결과는 Ni(OH)₂ HPA는 전기화학적 포도당 센서의 구성을 위한 잠재적인 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 이 손쉬운 전략은 또한 전기화학 센서용 고효율 나노물질 개발에 유효한 방법을 제공합니다.

방법/실험

화학물질 및 시약

염화구리(CuCl₂ ·2H₂ 영형; ≥ 99.0%), 염화니켈(NiCl₂ ·6H₂ 영형; ≥ 98.0%), 티오황산나트륨(Na₂ S₂ O₃ ·5H₂ 영형; ≥ 99.0%), 폴리비닐 피롤리돈(PVP, M _와 =40,000) 및 수산화나트륨(NaOH, ≥ 98.0%)은 Chengdu Kelong에서 얻었습니다. 포도당(Glu.; ≥ 99.5%), 유당(Lact., ≥ 98.0%), 자당(Sucr., ≥ 99.5%), 과당(과당, ≥ 99.0%), l-아스코르빈산(AA; ), 요산(UA; ≥ 99.0%) 및 Nafion 용액(저급 지방족 알코올과 물의 혼합물에서 5wt%)은 Sigma-Aldrich에서 얻었습니다.

Ni(OH)의 합성₂ HPA

첫째, 입방 Cu₂ O 크리스탈은 이전 작업에 따라 준비되었습니다(추가 파일 1:그림 S1) [17]. 그런 다음 10mg의 준비된 입방 Cu₂ O 결정 및 NiCl₂ ·6H₂ O 분말(4 mg)을 에탄올-물 혼합 용액(10 mL, 부피비 =1:1)에 초음파로 분산시켰다. 그 후, 0.33g의 PVP 분말을 0.5시간 동안 격렬하게 교반하면서 첨가했습니다. 그럼 나₂ S₂ O₃ (4mL, 1M)을 상기 시스템에 적가하였다. 반응은 상온(25°C)에서 3시간 동안 진행되었습니다. 마지막으로 원심분리를 통해 제품을 여러 번 세척하고 상온에서 건조하였다. Ni(OH)₂ BHPA는 Ni(OH)₂의 강한 초음파 처리를 통해 대조 샘플로 얻어졌습니다. 2시간 동안의 HPA(추가 파일 1:그림 S2).

재료 특성화

생성물의 결정 구조 및 조성은 X선 회절(XRD; Rigaku D/Max-2400) 및 X선 광전자 분광계(XPS; ESCALAB250Xi)로 측정하였다. 제품의 형태는 전계 방출 주사 전자 현미경(FESEM, FEI Quanta 250 및 Zeiss Gemini 500) 및 고해상도 투과 전자 현미경(HRTEM, FEI F20)으로 특성화되었습니다. SSA 및 기공 구조는 Brunauer-Emmett-Teller(BET; Belsort-max)에서 분석되었습니다.

전기화학 측정

모든 전기화학적 측정은 전기화학적 워크스테이션(μIII Autolab)에서 작동되었습니다. 작업 전극은 Nafion 함침 Ni(OH)₂를 주조하여 준비합니다. HPA(또는 Ni(OH)₂ BHPA) 분말을 실온에서 유리질 탄소 전극(GCE, 직경 3mm)에 뿌립니다. 구체적으로, 5μL의 현탁액(0.05% Nafion 용액 중 1mg/ml)을 전처리된 GCE에 떨어뜨리고 N₂를 흐르게 하여 건조합니다. . Pt 호일과 Ag/AgCl 전극은 각각 상대 전극과 기준 전극으로 사용되었습니다. 작동 전극의 전기촉매 활성은 순환 전압전류법(CV), 크로노암페로메트리(CA) 및 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)에 의해 측정되었습니다. EIS 데이터는 5mV의 섭동 진폭으로 0.01~100kHz 사이에서 수집되었습니다.

결과 및 토론

특성

Ni(OH)₂의 XRD 패턴 제품은 그림 1a에 나와 있습니다. 3개의 주요 회절 피크는 육각형 β의 (100), (101) 및 (003) 결정면에 할당될 수 있습니다. -Ni(OH)₂ (JCPDS 번호 14-0117) [18]. 회절 피크의 약한 강도는 제품의 낮은 결정도에 기인할 수 있습니다. 준비된 Ni(OH)₂의 순도 및 조성 XPS에 의해 추가 조사되었습니다. 조사 스펙트럼(그림 1b)은 O 1s 및 Ni 2p 피크를 보여 제품의 주요 구성을 나타냅니다. 그림 1c와 같이 856.1eV 및 873.7eV에 위치한 피크를 Ni 2p_3/2에 할당할 수 있습니다. 및 Ni 2p_1/2 , 각각. 17.6eV의 결합 에너지 분리가 명확하게 관찰되며 이는 β의 특성입니다. -Ni(OH)₂ . 그림 1d에 표시된 것처럼 531.2eV의 단일 피크는 Ni-OH의 Ni-O-Ni 결합에 해당합니다. 데이터를 이전 XPS 연구와 비교하여 제시된 Ni 및 O를 Ni²⁺ 에 할당할 수 있습니다. 그리고 오⁻ Ni(OH)₂ , 각각 [16]. XPS 및 XRD의 분석은 Ni(OH)₂의 성공적인 준비를 확인합니다. 단계.

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아 준비된 Ni(OH)₂의 XRD 패턴 . 제품에 대한 XPS 스펙트럼. ㄴ 조사. ㄷ 니 2p. d O 1s

그림 2a의 저배율 SEM 이미지는 준비된 Ni(OH)₂의 균일한 입방체 특성을 보여줍니다. 제품. 그림 2b에 표시된 부분적으로 깨진 큐브는 Ni(OH)₂의 중공 특성을 확인합니다. HPA. 또한, Ni(OH)₂의 쉘 HPA는 수많은 미세 나노 입자의 응집을 통해 만들어지며 껍질을 거칠고 다공성으로 만듭니다. 그림 2c에 표시된 TEM 이미지는 Ni(OH)₂의 중공 구조를 추가로 확인합니다. 제품. 한편, SAED(Selected Area Electron Diffraction) 패턴에서는 현저한 회절 고리가 관찰되지 않아 Ni(OH)₂의 낮은 결정도를 나타냅니다. HPA. 이 결과는 XRD의 관찰과 잘 일치합니다. 그림 2d에서 명확하게 조사된 Ni(OH)₂ 속이 빈 큐브의 가장자리 길이는 ~ 600nm이고 쉘 두께는 ~ 50nm입니다. 중공 다공성 구조는 큰 SSA와 다량의 확산 채널을 제공하여 질량 확산 과정에 도움이 되어 만족스러운 전기 촉매 활성을 얻을 수 있습니다.

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아 , b 검색엔진 마케팅 및 c , d Ni(OH)₂의 TEM 이미지 HPA; c 삽입 Ni(OH)₂의 SAED 패턴입니다. HPA. 이 에천트를 첨가한 후 다른 시간에 반응 용액의 광학 사진. 에 다른 반응 시간에서 모니터링된 제품의 TEM 이미지. 지 Ni(OH)₂의 제안된 성장 메커니즘의 개략도 HPA

다른 반응 단계에서 제조된 생성물을 원심분리하고 관련 형성 원리를 실현하기 위해 관찰했습니다. 도 2e에서 관찰된 바와 같이, 반응계의 색상은 점차 연녹색으로 변하고 동시에 침전물이 생성된다. 그림 2f와 같이 내부 Cu₂ O 코어는 S₂를 추가한 후 점차적으로 8면체로 에칭됩니다. O₃ ²⁻ 이온. Cu₂ O 팔면체는 결국 반응 시간이 증가함에 따라 사라집니다. TEM 이미지와 결합하여 형성 원리는 그림 2g에 나와 있습니다. 분명히 S₂ O₃ ²⁻ Cu₂ 주위에 흡착된 이온 O 큐브는 Ni(OH)₂의 형성 과정에서 다양한 역할을 합니다. HPA:(i) 가용성 [Cu₂ (S₂ O₃ ²⁻ )_x ]^2−2x Cu⁺ 의 조합을 통해 복합체가 형성됩니다. 이온 및 S₂ O₃ ²⁻ (반응 (1))과 동시에 OH^- 이온이 방출됩니다. (ii) S₂의 가수분해 O₃ ²⁻ OH⁻ 도 출시합니다. 이온(반응 (2)). (iii) 반응 (1)과 (2)는 Ni(OH)₂의 형성을 촉진합니다. (반응 (3)) [19]. 동역학 인자와 관련하여, 확산된 OH^- 내부 이온은 Ni(OH)₂의 형성을 결정합니다. 껍데기. 또한 Cu₂의 에칭 O는 S₂의 전송과 관련이 있습니다. O₃ ²⁻ 외부에서 내부 공간으로 [20]. OH^- 동기 제어 및 S₂ O₃ ²⁻ 수송은 잘 정의된 Ni(OH)₂의 형성으로 이어집니다. HPA.

$$ {\mathrm{Cu}}_2\mathrm{O}+x{\mathrm{S}}_2{{\mathrm{O}}_3}^{2-}+{\mathrm{H}}_2\ mathrm{O}\to {\left[{\mathrm{Cu}}_2{\left({\mathrm{S}}_2{\mathrm{O}}_3\right)}_x\right]}^{2 -2x}+2{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-} $$ (1) $$ {\mathrm{S}}_2{{\mathrm{O}}_3}^{2- }+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftharpoons {\mathrm{H}\mathrm{S}}_2{{\mathrm{O}}_3}^{2-}+{\mathrm{ O}\mathrm{H}}^{-} $$ (2) $$ {\mathrm{Ni}}^{2+}+2{\mathrm{OH}}^{-}\to \mathrm{Ni }{\left(\mathrm{OH}\right)}_2 $$ (3)

흡탈착 등온선 곡선과 Ni(OH)₂의 기공 크기 분포 HPA 및 Ni(OH)₂ BHPA는 그림 3에 나와 있습니다. Ni(OH)₂의 SSA HPA는 54.72m² 로 계산됩니다. g⁻¹ Ni(OH)₂보다 훨씬 큰 탈착 곡선을 기반으로 함 BHPA(10.34m² /G). SSA의 감소는 초음파 처리 후 중공 구조의 파괴 및 파괴된 입자의 응집에 기인할 수 있습니다. Ni(OH)₂의 기공 크기 분포 HPA 및 Ni(OH)₂ BHPA는 둘 다 10nm 미만의 영역을 보여 Ni(OH)₂ 사이에 나노 기공의 존재를 나타냅니다. 나노 입자. Ni(OH)₂의 기공 크기 분포 HPA(그림 3a 삽입)는 20–40 nm 및 60–85 nm의 두 집중 영역을 표시하여 미세 기공과 중간 기공의 존재를 보여줍니다. 미세 기공과 중간 기공은 활성 부위로 이온 확산을 더 쉽게 만들 수 있습니다[21]. Ni(OH)₂의 경우 BHPA(그림 3b 삽입), 약한 집중 분포는 20~40nm 사이에서만 조사되며, 이는 Ni(OH)₂의 기공 분포를 나타냅니다. BHPA는 부분적으로 무질서합니다. SSA의 감소 및 정렬된 기공 크기의 파괴는 동역학의 어려움으로 이어져 전기촉매 활성이 저하될 수 있습니다.

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N₂ a의 흡탈착 등온선 Ni(OH)₂ HPA 및 b Ni(OH)₂ BHPA. a 삽입 그리고 b 각각 해당하는 기공 크기 분포

전기화학 측정

Ni(OH)₂의 전기촉매 활성 HPA 및 Ni(OH)₂ BHPA는 0.1M NaOH에서 포도당 검출을 통해 연구되었습니다. 그림 4a는 Ni(OH)₂의 CV를 보여줍니다. HPA 및 Ni(OH)₂ 0.5mM 포도당이 있거나 없는 BHPA 전극 분명히, Ni(OH)₂의 산화환원 피크 전류 HPA(곡선 I)가 Ni(OH)보다 높음₂ 더 큰 SSA로 인한 BHPA(곡선 III). 0.5mM 포도당을 추가하면 Ni(OH)₂의 현재 반응 HPA 전극(곡선 II)은 Ni(OH)₂보다 높습니다. BHPA 전극(곡선 IV). 그렇지 않으면 Ni(OH)₂ HPA 전극은 Ni(OH)₂보다 낮은 시작 전위(0.41V)를 나타냅니다. BHPA 전극(0.44V). Ni(OH)₂의 더 높은 전기촉매 활성 HPA는 중공 다공성 구조에 의해 제공되는 높은 전자 전달 속도, 큰 SSA 및 정렬된 기공 구조에 기인할 수 있습니다. Ni(OH)₂에 대한 포도당의 전기 촉매 작용 HPA 전극은 Ni(OH)₂에 의해 구동됩니다. /NiOOH 산화 환원 커플은 다음 반응에 기초한 알칼리 매질에서 [22], 해당 개략도는 반응식 1에 나와 있습니다.

$$ \mathrm{Ni}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2+{\mathrm{OH}}^{-}\to \mathrm{Ni}\mathrm{OOH}+{\mathrm{H }}_2\mathrm{O}+{\mathrm{e}}^{-} $$ (4) $$ \mathrm{Ni}\mathrm{OOH}+\mathrm{포도당}\to \mathrm{Ni} {\left(\mathrm{OH}\right)}_2+\mathrm{gluconicacid} $$ (5)

아 Ni(OH)₂의 CV HPA(I, II) 및 Ni(OH)₂ BHPA(III, IV) 전극은 50mV/s에서 0.5mM 포도당의 존재(II, IV) 및 미포함(I, III)입니다. ㄴ Nyquist 다이어그램 EIS 및 Ni(OH)₂의 등가 회로 HPA 및 Ni(OH)₂ BHPA. ㄷ Ni(OH)₂의 CV 다양한 농도의 포도당 및 d의 HPA 전극 산화 피크 전류와 포도당 농도 사이의 관계; 이 Ni(OH)₂의 CV 0.5mM 포도당 및 f를 사용한 다양한 스캔 속도의 HPA 전극 피크 전류와 스캔 속도의 제곱근 사이의 관계

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전기 촉매 메커니즘의 개략도

속이 빈 다공성 특징의 운동학적 이점을 확인하기 위해 Ni(OH)₂의 EIS 스펙트럼 HPA 및 Ni(OH)₂ BHPA를 측정했습니다(그림 4b). EIS 스펙트럼은 고주파수 영역에서 반원형과 저주파 영역에서 경사가 특징입니다. 추가 파일 1에 표시된 대로:표 S1, Ni(OH)₂ HPA 전극은 더 작은 내부 저항(Rs ) 및 전자 전달 저항(Rct ) Ni(OH)₂보다 BHPA. 또한 Warburg 임피던스(Zw )의 Ni(OH)₂ HPA는 Ni(OH)₂보다 큽니다. BHPA는 더 효과적인 물질 전달 속도를 나타냅니다. Ni(OH)₂의 물질 전달 속도론의 어려움 BHPA는 정렬된 확산 채널의 파괴와 깨진 큐브의 응집에 기인할 수 있습니다. 결론적으로 Ni(OH)₂ HPA 전극은 Ni(OH)₂에 비해 전자 및 물질 전달 동역학 모두에서 이점을 나타냅니다. BHPA. 그림 4c는 Ni(OH)₂의 CV입니다. 50mV/s에서 포도당 농도가 다른 0.1M NaOH의 HPA 전극 산화 피크 전류는 포도당 농도에 따라 선형으로 증가하여(그림 4d) 전기화학적 포도당 센서의 응용 분야를 나타냅니다. Ni(OH)₂의 CV 다양한 스캔 속도에서 0.5mM 포도당이 있는 HPA 전극이 그림 4e에 기록되었습니다. 그림 4f에서 볼 수 있듯이 피크 전류는 스캔 속도의 제곱근에 선형적으로 의존하여 확산 제어 전기 화학적 프로세스를 나타냅니다.

최적화된 작동 전위를 확인하기 위해 포도당의 전류 응답과 AA의 간섭을 서로 다른 전위에서 고려했습니다(그림 5a). 그림 5b에 표시된 통계 데이터에서 Ni(OH)₂ HPA 전극은 0.6V에서 AA에 대한 최소 간섭과 포도당에 대한 최대 전류 응답을 나타냅니다. 따라서 0.6V가 최적화된 작동 전위로 선택되었습니다. 그림 5c는 Ni(OH)₂의 전류 측정 응답 곡선을 보여줍니다. HPA 및 Ni(OH)₂ 0.6V의 BHPA 전극. Ni(OH)₂ HPA 전극은 Ni(OH)₂보다 포도당에 더 민감한 반응을 나타냅니다. BHPA 전극. 그림 5d는 Ni(OH)₂의 해당 교정 곡선입니다. HPA 및 Ni(OH)₂ BHPA 전극. Ni(OH)₂의 경우 HPA 전극의 결과는 0.08mM에서 1.13mM 사이의 좋은 선형 영역을 보여줍니다. 피팅 방정식은 y =입니다. 0.1296x + 16.486(R ₂ = 0.991). 정확한 계산으로 Ni(OH)₂ HPA 전극의 감도는 1843μA mM⁻¹ 입니다. cm⁻² , Ni(OH)₂보다 높음 BHPA 전극(632μA mM⁻¹ cm⁻² ). Ni(OH)₂의 검출 한계 HPA 전극은 0.23μM(S/N =3), Ni(OH)₂보다 낮음 BHPA(0.67μM). 추가 파일 1에 표시된 대로:그림 S3, Ni(OH)₂ HPA 전극은 Ni(OH)₂에 비해 응답 시간(1.4초)이 더 짧습니다. BHPA 전극(1.8초). Ni(OH)₂의 분석 성능 HPA 전극은 다른 Ni(OH)₂와 비교됩니다. 기반 전극 및 데이터는 표 1에 나열되어 있습니다. 특히 Ni(OH)₂ HPA 전극은 높은 감도, 낮은 검출 한계 및 빠른 응답 측면에서 포도당에 대해 더 높은 전기 활성을 나타내므로 전기 화학적 포도당 검출 전극으로 큰 응용 가능성을 나타냅니다.

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아 Ni(OH)₂의 전류 측정 응답 0.1mM 포도당과 0.01mM AA가 추가된 다양한 전위의 HPA 전극. ㄴ 다른 전위에서 포도당과 AA의 응답 전류; ㄷ Ni(OH)의 CA₂ HPA 및 Ni(OH)₂ 포도당을 연속적으로 추가한 0.6V의 BHPA 전극. d 응답 전류와 포도당 농도의 관계

Lact., Suct., Fruct., UA 및 AA를 포함한 인간 혈액의 일반적인 간섭 물질은 Ni(OH)₂의 선택성을 평가하기 위해 관련됩니다. HPA 전극[23]. 그림 6a에 표시된 것처럼 모든 간섭에 대해 3.8% 이하의 간섭이 관찰됩니다. 포도당에 대한 두 번째 전류 응답은 첫 번째 신호의 98.1%를 유지합니다. 그림 6b는 Ni(OH)₂의 전류 측정 응답을 보여줍니다. 0.60V에서 2400초 이내에 0.1mM 포도당을 향한 HPA 전극. 최종 응답 신호는 여전히 원래 데이터의 약 93.5%를 유지하여 Ni(OH)₂의 우수한 장기 안정성을 나타냅니다. HPA 전극. 그림 6c에서 하나의 Ni(OH)₂에 대한 현재 응답 HPA 전극은 10번 테스트되었습니다. 신호는 4.8%의 상대적 표준 편차(RSD)를 나타내어 뛰어난 재현성을 보여줍니다. 또한 5개의 Ni(OH)₂ HPA 전극은 5.3%의 만족스러운 RSD를 나타냅니다(그림 6d). Ni(OH)₂ HPA 전극은 선택성이 우수하고 안정성과 재현성을 만족하며 전기화학적 포도당 센서에서 매력적인 응용을 보여줍니다.

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아 Ni(OH)₂의 선택도 측정 0.6V의 HPA 전극. 추가된 포도당과 모든 간섭 종은 각각 0.1mM 및 0.01mM입니다. ㄴ Ni(OH)₂의 안정성 2400초 이내의 HPA 전극. ㄷ Ni(OH)₂ 1개 측정 10회 0.1mM 포도당에 대한 HPA 전극. d 5개의 Ni(OH)₂의 현재 응답 0.1mM 포도당에 대한 HPA 전극

결론

균일한 Ni(OH)₂를 제어 가능하게 제작하기 위해 CEP 원리에서 영감을 받은 손쉬운 전략을 사용했습니다. 실온에서 HPA. Ni(OH)₂ HPA는 큰 SSA, 정렬된 확산 채널 및 높은 구조 안정성을 제공합니다. 포도당의 전기화학적 검출 전극으로서 Ni(OH)₂ HPA는 1843μA mM⁻¹ 의 더 높은 감도를 나타냅니다. cm⁻² , 더 빠른 응답 시간(1.4초), 파손된 샘플(1.8초, 0.67μM)에 비해 0.23μM의 낮은 검출 한계. Ni(OH)₂ HPA 전극은 포도당에 대한 향상된 전기화학적 감지 성능을 제공하여 실용적인 분석 응용 프로그램에 대한 유망한 기능을 보여줍니다. 중공 다공성 구조는 고성능 전극 촉매를 얻기 위한 효과적인 전략으로도 확인되었습니다.