在柔性靜電紡絲納米纖維上錨定的高性能葡萄糖生物傳感的分級多孔NiCo2S4納米線

DOI:10.1016/j.jallcom.2019.153376

鎳鈷硫化物（NiCo₂S₄）納米材料以其高催化性能和低成本等優點，引起了各個領域的廣泛關注。在此，制備了電紡石墨納米纖維膜（NiCo₂S₄/EGF）上生長的NiCo₂S₄納米線陣列，用于非酶葡萄糖傳感器。采用兩步水熱法合成了三維自支撐多孔NiCo₂S₄/EGF。通過合理控制生長動力學，NiCo₂S₄陣列顯示出獨特的核殼結構和粗糙的表面，提供暴露于電解質的大量電化學活性位。應用于葡萄糖測定時，NiCo₂S₄/EGF修飾電極具有寬的線性范圍（0.0005-3.571 mM，R²=0.995）和低的檢出限（0.167μM，S/N=3）。NiCo₂S₄/EGF優異的傳感性能可以歸因于NiCo₂S₄的高電催化活性和EGF骨架的良好導電性。此外，該傳感器還具有制備簡單、成本低、重現性好、選擇性好等優點。結果表明，NiCo₂S₄/EGF在葡萄糖檢測中具有廣闊的應用前景。

圖1.NiCo₂S₄/EGF-6（A，D）、NiCo₂S₄/EGF-7（B，E）和NiCo₂S₄/EGF-8（C，F）的SEM圖像。

圖2.NiCo₂S₄/EGF-7的TEM（A-C）、HRTEM（D）、相應的SAED（E）和XRD圖譜（F）。

圖3.（A）NiCo₂S₄/EGF-7的（B）Ni 2p、（C）Co 2p和（D）S 2p的XPS光譜和高分辨率光譜。

圖4.在EGF、NiCo₂O₄/EGF，NiCo₂S₄粉末和NiCo₂S₄/EGF-7電極上通過等效電路擬合之前（實線）和之后（虛線）的（A）CV和（C）奈奎斯特圖。（B）在NiCo₂S₄/EGF上的等效電路在含5 mM Fe(CN)₆^3-/4-的0.1 M KCl溶液（1:1）中進行等效電路擬合之前（實線）和（虛線）之前的CVs和（D）奈奎斯特圖。C和D的插圖是用于擬合奈奎斯特圖的等效電路。

圖5.含有各種葡萄糖濃度的NiCo₂S₄粉末（A）、NiCo₂S₄/EGF-6（B）、NiCo₂S₄/EGF-7（C）、NiCo₂S₄/EGF-8（D）的CVs。

圖6.NiCo₂S₄/EGF-7對添加低濃度（A）和不同濃度（B）的葡萄糖的I-t響應；（C）NiCo₂S₄/EGF-7對添加0.5 mM葡萄糖和0.1 mM乳糖、木糖、甘露糖、尿素、AA、DA、UA和2 mM KCl的I-t反應;（D）NiCo₂S₄/EGF-7在0.50 V下持續4600 s的操作穩定性。插圖為NiCo₂S₄/EGF-7的校準圖。