Przeskocz do nawigacji głównej Przeskocz do wyszukiwania Przeskocz do głównej treści

DES-guided engineering of N-doped carbon for mussel-inspired, oxygen-vacancy-rich CeO2 nanozymes toward H2O2 sensing

  • Ran Tao
  • , Feifei Mu
  • , Jérome Chauvin
  • , Serge Cosnier
  • , Xue Ji Zhang
  • , Dan Shan
  • School of Environmental and Biological Engineering
  • Nanjing University of Science and Technology
  • Ltd
  • Département de Chimie Moléculaire
  • School of Biomedical Engineering
  • Shenzhen University

Wyniki badań: Wkład do czasopisma › Artykuł › recenzja

2 Cytowania z bazy Scopus

Abstrakt

Rational design of highly dispersed CeO2 nanozymes with abundant oxygen vacancies is critical for achieving efficient and sensitive H2O2 detection. Herein, we report a deep eutectic solvent (DES)-guided engineering strategy to construct an N-doped carbon (NC) framework integrated with mussel-inspired, uniformly dispersed CeO2 nanoparticles. The DES acts both as a green C/N source and a self-templating medium, regulating heteroatom distribution and graphitization degree to yield a conductive carbon scaffold. Dopamine undergoes oxidative self-polymerization under mild alkaline conditions, and its catechol–amine functionalities strongly chelate Ce3+ ions, directing homogeneous nucleation and suppressing nanoparticle aggregation. This molecularly engineered architecture produces an oxygen-vacancy-rich interface enriched with redox-active Ce3+/Ce4+ sites, enabling rapid electron transfer and accelerated H2O2 redox kinetics. The optimized CeO2/NC electrode delivers a diffusion-controlled amperometric response with dual linear ranges (0.05–60 and 60–300 μM), a low detection limit of 0.036 μM, and sensitivities of 94.8 and 49.3 mA M-1 cm-2, respectively, surpassing most reported CeO2-based sensors. Furthermore, the sensor exhibits excellent selectivity and retains 89 % of its initial response after prolonged operation. This work provides a scalable, eco-friendly pathway for constructing bioinspired, oxygen-vacancy-rich nanozymes, offering broad applicability in advanced electrocatalytic sensing platforms.

Język oryginałuangielski
Numer artykułu147394
CzasopismoElectrochimica Acta
Tom541
Identyfikatory DOI
Status publikacjiOpublikowano - 20 lis 2025

Cele SDG ONZ

Ten wynik przyczynia się do realizacji następujących celów zrównoważonego rozwoju

  1. Cel 7 - Przystępna i czysta energia
    Cel 7 Przystępna i czysta energia

Obszary tematyczne ASJC Scopus

  • Ogólna inżynieria chemiczna
  • Elektrochemia

Fingerprint

Zanurz się w tematy badawcze publikacji „DES-guided engineering of N-doped carbon for mussel-inspired, oxygen-vacancy-rich CeO2 nanozymes toward H2O2 sensing”. Razem tworzą niepowtarzalny odcisk palca.

Cytowanie