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Facile preparation of three-dimensional hierarchical MgO microstructures for non-enzymatic glucose sensor

材料科学 结晶度 微观结构 氧化剂 煅烧 检出限 电化学 化学工程 电极 氧化还原 安培法 选择性 比表面积 纳米技术 分析化学(期刊) 化学 冶金 物理化学 复合材料 色谱法 催化作用 生物化学 有机化学 工程类
作者
Muhammad Hilal,Jeong In Han
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier]
卷期号:619: 156750-156750 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2023.156750
摘要

Rational structural design plays a vital role in the continuous development of electrochemical activity in glucose-oxidizing materials, which is crucial for achieving high-performance glucose sensing. Herein, a three-dimensional (3D) MgO microstructure was prepared using the hydrothermal treatment of precursors and inert gas calcination of hydrothermally produced nuclei. This 3D-MgO consisted of nanosheets with respective thicknesses and side lengths of ∼ 50 nm and ∼ 10 µm that were strongly tied together. Structural analysis demonstrated the structure’s high crystallinity and large surface area of 79.82 m2∙g−1. Moreover, Mott-Schokky and valance band analyses revealed that 3D-MgO exhibited a suitable band-edge potential for redox activity, with conduction and valence band potentials of − 2.15 and 2.29 eV, respectively. Based on these excellent characteristics, the 3D MgO was utilized as a nonenzymatic glucose-oxidizing electrode, where it exhibited high sensitivity (198 µA∙mM−1∙cm−2), a quick response time (10 s), low detection limit (0.41 µM), and a wide linear range (0.04–6.85 mM). Furthermore, it exhibited superb selectivity, repeatability, reproducibility with long-term high chemical stability, and a successful response to the glucose content present in human saliva. Due to these excellent material properties and outstanding performance in terms of glucose detection, 3D-MgO is a strong potential candidate for future research.
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