利用氧化铟锡电极的磁场激活效应实现牛奶中过氧化氢的非酶法检测

《Journal of Electroanalytical Chemistry》：Magnetic field activation of indium-tin oxide electrodes for the non-enzymatic detection of hydrogen peroxide in milk

　　

Kaylie A. McCracken | Jeffrey G. Bell

摘要

尽管许多常用的电极都是由过渡金属制成的，但由p区元素制成的电极是一个新兴的研究领域；由于成本低廉且易于商业获取，氧化铟锡（ITO）在PET基底上的应用被提出作为昂贵过渡金属电极的一种替代方案。虽然ITO的电化学活化被广泛用于提高电极性能，但对其表面结构的控制能力仍然有限。在这里，我们证明了在阴极活化过程中施加磁场可以提供一种简单且可调的方法来减少和重构ITO表面。在逐渐增强的磁场下活化的电极在还原过程中电流密度得到提升，在铁氰化物体系中电荷转移电阻降低了高达86%。扫描电子显微镜观察发现，ITO表面在磁场作用下会发生粗糙化，平均特征尺寸从原始ITO的157纳米增加到540毫特斯拉（mT）时的235纳米。有趣的是，最佳性能并非在最高磁场强度下实现：在190毫特斯拉下活化的电极在过氧化氢体系中的电荷转移电阻最低，而氧化电流相对于原始ITO增加了339%。优化后的电极对过氧化氢的检测灵敏度提高了361%，并且在复杂基质中的检测性能相比未经磁场活化的ITO提高了7倍以上。这些结果表明，磁场辅助的电化学还原方法是一种通用的手段，可用于调节氧化物电极表面，并实现针对特定应用的电化学性能优化。