二硫化钨(钼)-碳纳米纤维的制备及电化学性能研究

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二硫化钨(钼)(MoS2、WS2)是一种金属硫化物半导体材料,其具有优异的电学,光学和机械性能。另外,其纳米结构具有较少的缺陷和较大的活性面积,可以提供生物分子吸附的活性位点,是一种良好的生物传感材料。但由于其为半导体材料,导电性不好,阻碍了其在生物传感领域的发展。碳纳米纤维(CNFs)是高性能传感器的理想候选材料,因为其独特的纳米纤维网络、良好的导电性和机械灵活性。基于此,我们以高导电性的碳纳米纤维为基体,通过水热法将MoS2、WS2原位生长在碳纳米纤维表面,从而提高其生物传感性能,为过渡金属二硫化物与碳材料的结合提供新思路。对二硫化钨(钼)-碳纳米纤维复合材料进行形貌和结构表征,包括扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)。SEM图中表明具有大比表面积的二硫化钨(钼)纳米球均匀分散在碳纳米纤维表面。XRD分析结果显示复合材料由二硫化钨(钼)与碳纳米纤维构成。采用循环伏安法(CV)探究二硫化钨(钼)-碳纳米纤维复合材料的反应机理和可逆程度,采用差分脉冲伏安法(DPV)研究该电极的灵敏度和检测限。结果表明,在0-60μM的浓度范围内,二硫化钨(钼)-碳纳米纤维复合材料对多巴胺(DA)灵敏度分别为3.74μA·μM-1和4.37μA·μM-1,检测限依次为0.5μm和1μm,且该电极表现出良好的选择性、抗干扰性、重复性和稳定性,可用于真实生物分子检测,有望用于临床实际检测。
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