CuO纳米颗粒掺杂分级MFI沸石：高性能非酶葡萄糖传感器电催化剂

"这篇研究论文探讨了掺入CuO纳米颗粒的分级MFI沸石在非酶促葡萄糖传感中的应用，展示了其作为高效电催化剂的潜力。通过脱硅法和浸渍法制备的复合材料在X射线衍射、透射电子显微镜和氮吸附等分析手段下得到了表征，揭示了CuO纳米粒子主要分布在中孔结构中，且保持了沸石的结晶度和形态。随着CuO负载量的增加，电催化活性增强。在最优条件下，基于这种复合材料的传感器表现出宽广的线性响应范围和低检测限，同时具备良好的重复性、稳定性和选择性，对于非酶葡萄糖传感具有重要意义。" 本文的研究重点在于开发一种新型的非酶电化学传感器，其核心是掺入CuO纳米颗粒的分级MFI沸石。MFI沸石是一种具有微/中孔结构的硅铝酸盐材料，其独特的孔隙结构可以提供大量的反应表面，而CuO纳米颗粒的引入进一步增强了材料的电催化性能。通过脱硅法，研究人员成功地制备出具有双峰Kong结构的分级MFI沸石，这种结构有利于提高材料的比表面积，从而增加与反应物质的接触面积。 浸渍法则是将CuO纳米颗粒均匀地掺入到沸石骨架中，这种过程保证了CuO纳米粒子的分散性和稳定性。实验结果表明，CuO纳米粒子主要位于中孔结构内，这可能是因为中孔的尺寸更适合CuO NPs的分散，同时不影响沸石的基本晶体结构。这样的分布有助于提高电化学反应的效率，因为催化剂粒子能够更直接地接触到目标分子，如葡萄糖。 在非酶葡萄糖传感中，CuO/分级沸石复合材料展现出优异的电催化活性，当CuO负载量从5%增加到15%时，电催化性能显著增强。这种增强可能是由于更多CuO NPs的存在，提供了更多的活性位点，促进了葡萄糖的氧化反应。传感器的性能评估显示，它具有宽泛的线性响应范围，从5×10-7到1.84×10-2 M，并且检测限低至3.7×10-7M，远低于许多其他传感器。此外，传感器的重复性和长期稳定性表现良好，对干扰物种表现出高选择性，这意味着它在实际应用中能有效地排除潜在的背景信号干扰。 这项研究为非酶葡萄糖传感器的设计提供了新的思路，即利用掺杂CuO纳米颗粒的分级MFI沸石作为电催化剂，不仅提高了传感性能，还降低了对酶的需求，这对于生物传感器的发展和糖尿病等疾病的监测具有重要价值。未来的研究可能会进一步优化这种复合材料的制备方法和CuO负载量，以实现更高效、更稳定的非酶葡萄糖传感技术。