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稀有金属2025年第05期:NiCo-LDH/AuRu的制备及其无酶葡萄糖传感器性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘昊;赵鸿滨;

单位:中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料全国重点实验室;有研工程技术研究院有限公司;北京有色金属研究总院;

摘要:镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)具有独特的结构与双金属协同催化效应,在无酶葡萄糖传感器领域备受关注,通过与高导材料复合突破本征导电性差与传质限制,提升导电性和催化性能是当前NiCo-LDH材料体系的研究重点。本文通过氢气泡模板法在商用丝网印刷金电极(AuSPE)上沉积了多孔金钌(AuRu)合金,然后通过电沉积NiCo-LDH得到NiCo-LDH/AuRu/Au-SPE结构的无酶葡萄糖传感器。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对制备样品进行结构和表面化学态表征,结果表明,NiCo-LDH/AuRu具有三维互连多孔结构,Ni~(2+)/Ni~(3+)和Co~(2+)/Co~(3+)的羟基化特征说明NiCo-LDH材料的有效构筑。通过调节溶液中Ni/Co摩尔比和沉积时间,研究了不同生长条件下催化的性能,当Ni/Co摩尔比为3∶2、沉积时间为300 s时,NiCo-LDH/AuRu/Au-SPE无酶葡萄糖传感器具有最优催化活性。制备的传感器在线性检测范围0.005~0.9 mmol·L~(-1)和0.9~11 mmol·L~(-1)所对应的灵敏度分别为2.73和2.36 mA·(mmol·L~(-1))~(-1)·cm~(-2)。此外,该传感器还具有良好的抗干扰能力,不易被Cl~-毒化。结果表明,通过NiCo-LDH与AuRu的协同结构设计可有效提升NiCo-LDH基无酶葡萄糖传感器的催化活性与传质效率。

关键词:镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH);;多孔金钌(AuRu);;无酶葡萄糖传感器;;电催化

基金资助:“十四五”国家重点研发计划项目(2021YFB3201900)资助