本文提出一种基于纳米Cu_xO修饰MWCNTs-COOH/MXene (nano-Cu₊O-MWCNTs-COOH /MXene)复合材料，设计了一种高灵敏度、高选择性的苯甲酰(BN)电化学传感器，用于检测典型的苯并咪唑杀菌剂。三元异质结构具有良好的导电性、较大的比表面积和较高的催化活性，表现出良好的电催化活性，并增强了氮化硼氧化的电化学信号。此外，嵌入的纳米Cu_xO颗粒对苯并咪唑分子具有较强的亲和性，可以促进BN的预富集，进一步提高灵敏度，保证了高选择性。得益于复合材料中各组分的协同作用，所研制的传感器在10.0 nM ~ 10.0 μM范围内具有较宽的线性范围，检测下限为3.0 nM (S/N=3)。同时，nano-Cu_xO-MWCNTs-COOH /MXene电极也表现出良好的长期稳定性和重复性。并将该方法成功应用于苹果样品中氮化硼的检测，表明了其良好的实用性。
 
  
图1. 纳米nano-Cu_xO-MWCNTs-COOH/GCE的合成路线及其在氮化硼检测中的电化学应用。
 
 
图2 (A) nano-CuxO-MWCNTs-COOH， (B) MXene和(C) nano-Cu_xO-MWCNTs-COOH/MXene的SEM图像。(D) nano-Cu_xO-MWCNTsCOOH/MXene复合材料的EDS图像。(E) C、Ti、O、Cu元素映射图。
 
 
图3. (A) MWCNTs-COOH、nano-CuxO-MWCNTs-COOH和nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene的XRD谱图。(B) MXene和nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene的氮吸附/脱附等温线。(C) nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene的XPS光谱和C 1s (D)、Ti 2p (E)、Cu 2p (F)的高分辨率光谱。
 
 
图4. 样品的DPV曲线分析。
 
 
图5 (A) nano-CuxOMWCNTs-COOH与MXene组成比例的影响。(B) nano-CuxOMWCNTs-COOH/MXene在GCE上的包覆量。(C) DPV对10.0 μM BN氧化峰电流的累积时间。
 
 
图6. (A) nano-CuxOMWCNTs-COOH/MXene/GCE在不同pH值的PBS中测定10.0 μM BN的DPV曲线。(B) pH值对E_pa和I_pa的影响。
 
 
图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扫描速率下的CV曲线。(B)峰值电流与扫描速率呈线性关系。(C) E_pa和lnν之间的关系。
 

图8. nano-CuxO-MWCNTs-COOH /MXene/GCE对BN的氧化机理。
 
 
图8 LIC在质量比为2:1时的电化学性能。
 
 
图8 (A) nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene/GCE在0.1 M PBS (pH 7.0)中不同浓度BN的DPV曲线。 (B)峰值电流与氮化硼浓度的线性关系。
 
 
图9 (A)各种干扰下对BN检测的影响。(B) nano-CuxO-MWCNTs-COOH/MXene/GCE的稳定性。
 
       相关科研成果由江西农业大学理学院Limin Lu和Shuwu Liu等人于2022年发表在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。

转自《石墨烯研究》公众号