Biological redox cycling amplification in a self-powered photoelectrochemical sensor based on TiO2/CdIn2S4/ g-C3N4-WO3 photoanode for sensitive detection of Hg2+

化学 光电流 抗坏血酸 氧化还原 检出限 异质结 化学工程 光电子学 无机化学 色谱法 食品科学 工程类 材料科学
作者
Yonghuan Su,Lixia Su,Jiao Ran,Huafei Yi,Bingqian Liu
出处
期刊:Analytica Chimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:1263: 341279-341279
标识
DOI:10.1016/j.aca.2023.341279
摘要

A photoelectrochemical (PEC) sensor is proposed with a TiO2/CdIn2S4 co-sensitive structure and a g-C3N4-WO3 heterojunction as the photoanode to form a self-powered system. The photogenerated hole-induced biological redox cycle of TiO2/CdIn2S4/g-C3N4-WO3 composites is used as a signal amplification strategy for Hg2+ detection. In the test solution, ascorbic acid is first oxidized by the photogenerated hole of the TiO2/CdIn2S4/g-C3N4-WO3 photoanode, which triggers the ascorbic acid-glutathione cycle to achieve signal amplification and increase the photocurrent. However, in the presence of Hg2+, glutathione forms a complex with Hg2+, which destroys the biological cycle and leads to a decreased of photocurrent, thus achieving detection of Hg2+. Under optimal conditions, the proposed PEC sensor has a wider range (from 0.1 pM to 100 nM), and lower limit of Hg2+ detection (0.44 fM) than most other Hg2+ detection methods. In addition, the developed PEC sensor can be used to detect of real samples.
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