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Binder free 3D core–shell NiFe layered double hydroxide (LDH) nanosheets (NSs) supported on Cu foam as a highly efficient non-enzymatic glucose sensor

材料科学 电极 氢氧化物 电催化剂 化学工程 检出限 催化作用 选择性 纳米结构 基质(水族馆) 多孔性 纳米技术 整体 线性范围 电化学 纳米线 复合材料 化学 色谱法 有机化学 物理化学 工程类 地质学 海洋学
作者
Nasir Rafique,Abdul Hannan Asif,Rajan Arjan Kalyan Hirani,Hong Wu,Lei Shi,Shu Zhang,Hongqi Sun
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:615: 865-875 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2022.02.037
摘要

Rational design with fine-tuning of the electrocatalyst material is vital for achieving the desired sensitivity, selectivity, and stability for an electrochemical sensor. In this study, a three-dimensional (3D) hierarchical core-shell catalyst was employed as a self-standing, binder-free electrode for non-enzymatic glucose sensing. The catalyst was prepared by decorating the shell of NiFe layered double hydroxide (LDH) nanosheets (NSs) on the core of Cu nanowires (NWs) grown on a Cu foam support. The optimized 3D core-shell Cu@NiFe LDH sensor demonstrated higher sensitivity (7.88 mA mM-1cm-2), lower limit of detection (0.10 µM) and wider linear range (1 µM to 0.9 mM) in glucose sensing with a low working potential (0.4 V). The applied sensor also showed excellent stability, reproducibility, interference ability as well as practicability in real environment. The detection of real samples further suggests its great feasibility for practical applications. The superior electrocatalytic performance is collectively ascribed to the excellent electro-conductivity of the Cu substrate, the distinct self-standing 3D porous nanostructure, the ultrathin homogenous architecture, and the appropriate loading amount of NiFe LDH NSs. This study then provides a non-enzymatic glucose sensor with 3D Cu@NiFe LDH electrode for ultrahigh sensitivity and stability.
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