28586

تهيه هيدروكسيد لايه‌اي دوگانه نيكل-كبالت-زيركونيوم (NiCo-Zr-LDH) و بررسي مواد فعال سطحي مختلف در ريخت شناسي آن و استفاده از آن به عنوان حسگر غير آنزيمي گلوكز

كارشناسي ارشد

شيمي/گرايش نانوشيمي

1399

1402/02/31

دكتر فرانك منطقي-دكتر محمود كاظم زاد آسيابي

-

شيمي

فعاليت الكتروكاتاليزگري مطلوب هيدروكسيد لايه‌اي دوگانه نيكل-كبالت-زيركونيوم (NiCo-Zr-LDH) در الكتروليت‌هاي قليايي به دليل پايداري زوج‌هاي اكسايش-كاهش Ni2+/Ni3+ و Co2+/Co3+ منجر به استفاده از آن به عنوان يك حسگر زيستي اميدواركننده براي تعيين گلوكز شده است. در اينجا نانوصفحاتNiCo-Zr-LDH به روش هيدروترمال بر روي صفحات گرافيت (GSs) با موفقيت سنتز شد. نانوصفحات NiCo-Zr-LDH روي GS با نسبت‌هاي طراحي‌شده بين فلزات به صورت[Ni2+ : (Co3+ : Zr4+) = 3 : (0.7 : 0.3)] و ريخت شناسي كنترل‌شده ساخته شدند. نمونه سنتز شده با استفاده از آناليزهاي XRD، FTIR، SEM، FESEM، EDS و ولتامتري چرخه اي (CV) براي دستيابي به ديد در مورد مورفولوژي، ساختار و عملكرد الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفت.NiCo-Zr-LDH/Gs آماده شده داراي عملكرد الكتروكاتاليزگري خوبي براي اكسايش گلوكز است، جهت بهبود عملكرد LDH ساخته شده از مواد فعال سطحي مختلف استفاده شده و مشاهده شد كه LDH ساخته شده در اين شرايط عملكرد بهتري براي اكسايش گلوكز دارد. در بين مواد فعال سطحي مختلف براي اصلاح NiCo-Zr-LDH/Gs سديم تري پلي فسفات (STPP) بهترين عملكرد را براي اكسايش گلوكز داشته است. الكترود NiCo-Zr-LDH/Gs اصلاح شده توسط سديم تري پلي فسفات (STPP) داري كمترين حد تشخيص درمحدوده ي mM) 3/0-02/0( برابر با μM 75/21 و حساسيتμA L mmol-1 7/1812 است و به عنوان يك الكتروكاتاليزگر سه بعدي بادوام و كارآمد براي تشخيص گلوكز، مي‌تواند سرعت انتقال الكترون را تسريع كند و مكان‌هاي فعال‌تري را به دليل مساحت سطح ويژه بزرگش فراهم كند. براين اساس، NiCo- Zr-LDH/GS ساخته شده داراي چشم انداز كاربردي بالقوه زيادي در زمينه حسگرهاي غير آنزيمي گلوكز است.

1402/05/25

Preparation of layered double hydroxide nickel-cobalt-zirconium(NiCo-Zr-LDH) and investigation of different surfactants in its morphology and its use as a non-enzymatic glucose sensor

5/20/2024 12:00:00 AM

The favorable electrocatalytic activity of nickel cobalt-zirconium layered double hydroxide (NiCo-Zr-LDH) in alkaline electrolytes due to the stability of Ni2+/Ni3+ and Co2+/Co3+ redox couples has led to its application as a promising biosensor for glucose determination. Herein, the (NiCo-Zr-LDH) nanosheets has been successfully synthesized on graphite sheets (GSs) by hydrothermal method. (NiCo-Zr-LDH) nanosheets on GSs were fabricated with designed ratios of [Ni2+ : (Co3+ : Zr4+) = 3 : (0.7 : 0.3)] and controlled morphology. The prepared NiCo-Zr / GS-LDH has a good electrocatalytic performance for glucose oxidation, in order to improve the performance of LDH made from various surfactants, it is observed that in the presence of surfactants, the prepared LDH has better performance for glucose oxidation. The synthesized sample was analyzed using XRD, FTIR, SEM, FESEM and EDS and cyclic voltammetry (CV) to gain insight into the morphology, structure, electrochemical performance. The as-prepared NiCo-Zr-LDH/Gshas a good electrocatalytic performance for glucose oxidation, which is due to its preparation in the presence of various surfactants. Among the different surfactants for modification of NiCo-Zr-LDH/Gssodium tripolyphosphate (STPP) has the best performance for glucose oxidation. The NiCo-Zr-LDH/Gselectrode modified by sodium tripolyphosphate (STPP) has the lowest detection limit in the range of (0.02 - 0.3 mM) is equal to the value of 21.75 μM and the sensitivity is 1812.7 μA L mmol-1 , and as a durable and efficient three-dimensional electrocatalyst for glucose detection, it can accelerate the speed of electron transfer and provide more active sites due to its large specific surface area. Accordingly, the fabricated NiCo-Zr-LDH/Gshas great potential application prospects in the field of non-enzymatic glucose sensors.

هيدروكسيد لايه اي دوگانه (LDH) , ماده ي فعال سطحي (Surfactant) , هيدروترمال , حسگر غير آنزيمي , ورق گرافيت , گلوكز

Layered double hydroxides (LDH) , Surface active agents (Surfactant) , Hydrothermal , Non-enzymatic sensor , Graphite sheet , Glucose

Seyedeh Akram Salehi

Dr. Faranak Manteghi Dr. Mahmood Kazemzad