Matrices de nanotubes TiO2 bien alignées avec des nanoparticules d'Ag pour une détection très efficace de l'ion Fe3+

Contexte

Le fer est un élément nutritif important pour la santé humaine, qui est généralement responsable du transfert et du transport de l'oxygène et des blocs, et se classe au deuxième rang des éléments métalliques les plus essentiels du corps humain. Cependant, une quantité excessive d'ions fer dans une cellule vivante peut catalyser la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) via la réaction de Fenton, ce qui peut entraîner des maladies, telles que les maladies rénales, et perturber l'homéostasie cellulaire entraînant la maladie d'Alzheimer, la maladie de Wilson et Maladies de Menkes [1, 2]. En fait, en raison de sa large application dans l'industrie et l'agriculture, les effets toxiques potentiels du fer des rivières, des lacs ou des océans contaminés sur les humains restent un défi mondial [3, 4]. Par conséquent, il est particulièrement nécessaire de surveiller un corps et un environnement sains pour développer des technologies pratiques et efficaces utilisées pour déterminer rapidement les ions fer avec une sensibilité et une sélectivité élevées.

De nos jours, il existe de nombreuses méthodes pour détecter les ions métalliques, telles que la spectrométrie d'absorption atomique, la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif et la spectrométrie d'émission à plasma à couplage inductif. Cependant, des équipements compliqués et des étapes de préparation d'échantillons sont nécessaires dans ces méthodes, ce qui entraînera également un coût important. Récemment, un énorme effort a été fait pour les études sur les nanoparticules, telles que le graphène [5,6,7,8,9,10,11,12], les points quantiques de graphène [13,14,15,16,17,18] , des points de carbone [19,20,21] et des nanoparticules ou nanoclusters de métaux nobles dans la dimension souhaitée pour la détection des ions métalliques, qui ont beaucoup attiré l'attention en raison de leur bonne sélectivité, leur haute sensibilité et leur facilité d'utilisation. Vinod Kumar Gupta et al. ont développé une méthode pour synthétiser l'imine par une simple réaction de condensation et explorer leurs capacités de détection de métaux par des méthodes électrochimiques et optiques. Fe ³⁺ détecté par colorimétrie (L2) à faible concentration peut atteindre 1,29 × 10 ⁻⁶ M. Mais cette méthode est limitée en raison de facteurs tels que des limites de détection élevées et de fortes interférences [22]. Xiaohui Gao et al. ont signalé un capteur colorimétrique facile basé sur les nanoparticules d'Ag stabilisées par la N-acétyl-L-cystéine (NALC) (NALC-Ag NPs) pour la détection des ions Fe3+ en solution aqueuse. Cette méthode peut être utilisée pour effectuer une détection sensible et sélective de Fe ³⁺ ions dans l'eau avec une gamme linéaire de 80 nM à 80 mM et une limite de détection de 80 nM [23]. Kailasa SK et al. ont développé une méthode colorimétrique sélective et sensible pour la détermination de Fe ³⁺ en utilisant des nanoparticules d'or fonctionnalisées par dithiocarbamate d'acide p-amino salicylique (NP DTC-PAS-Au) comme sondes colorimétriques [24, 25]. Sur la base de cette détection, l'analyse par plasma à couplage inductif (ICP) couplée à la spectrométrie de masse (MS) ou à la spectroscopie d'émission optique (OES) a été de préférence adoptée pour l'analyse des ions fer [26].

Par contre, TiO₂ les nanotubes, avec une stabilité chimique élevée, sont largement appliqués dans diverses industries en raison de leurs excellentes propriétés photo-électrochimiques, catalytiques et d'adsorption ainsi que de leur non-toxicité, tels que les capteurs de gaz/humidité [27], la décomposition photocatalytique de l'eau en hydrogène [28] , la dégradation photocatalytique des polluants organiques [29], les cellules solaires à colorant [30], les biocapteurs [31] et les supercondensateurs [32]. En particulier, TiO₂ bien structuré et hautement ordonné les nanotubes sont bien adaptés au transfert directionnel et rapide de charges électriques [33,34,35,36]. De plus, la fonctionnalisation de surface des Ag NPs joue un rôle crucial dans l'augmentation de l'applicabilité analytique pour TiO₂ détection de nanotubes de traces d'analytes avec une sélectivité et une sensibilité élevées. Par conséquent, en considérant la combinaison de TiO₂ la détection des nanotubes et des ions métalliques au niveau des traces est hautement souhaitable. À notre connaissance, il existe très peu de rapports sur l'utilisation de TiO₂ fonctionnalisé nanotubes comme sonde à base pour Fe ³⁺ détection.

Dans cet article, un ensemble de TiO₂ haute performance des réseaux de nanotubes assez sensibles aux ions fer sont présentés. Tout d'abord, la méthode d'oxydation anodique a été adoptée pour préparer le TiO₂ ordonné des réseaux de nanotubes, suivis de NPs d'Ag fonctionnalisées avec la capacité de détecter les ions fer. De plus, le spectre du TiO₂ nanotube avec/sans les Ag NPs a été analysé avec un spectromètre de photoélectrons à rayons X. En outre, la détection des ions fer avec l'utilisation de NP d'Ag fonctionnalisées sur TiO₂ bien ordonné des matrices de nanotubes par la méthode de voltampérométrie de stripping anodique ont été étudiées pour valider le grand potentiel des capteurs de métaux lourds de TiO₂ réseaux de nanotubes. Cette méthode ouvre de nouvelles possibilités de développement de capteurs pour la surveillance de Fe ³⁺ dans des échantillons biologiques sans aucune procédure de prétraitement des échantillons.

Méthodes

Principes de détection des ions fer avec TiO₂

Les électrons surmonteront la bande interdite et passeront de la bande de valence (VB) à la bande de conductance (CB) en absorbant suffisamment d'énergie dans TiO₂ nanotube. En conséquence, il y aura un état électronique non occupé (trou) dans VB, ce qui est positif, comme expliqué sur la figure 1a. Dans ce processus, lorsqu'un électron est excité du VB au CB, il peut diffuser à la surface permettant le transfert de charge vers un adsorbat ou peut être piégé dans un piège à électrons dans la bande interdite. Si la surface des nanotubes était recouverte de nanoparticules métalliques, un transfert de charge se produira entre l'adsorbat et le TiO₂ nanotube à cause de la transition électronique. Sur la base de ce transfert, la quantité de nanoparticules métalliques peut être connue lorsque la quantité de charge électrique est détectée, comme le montre la figure 1b et les équations. (1)–(3). A partir de ces équations, on peut voir que la distribution de charge en excès définit le potentiel qui attire l'électro-attracteur (O₂ ) et repousse le donneur d'électrons (H₂ O) molécules à O_b défauts de lacunes lorsque des particules métalliques sont adsorbées sur le TiO₂ surface. Par conséquent, nous pouvons détecter la concentration et les espèces de nanoparticules métalliques directement en mesurant la quantité de transfert de charge avec les équations suivantes [37] :

un Le schéma de principe du transfert de charge surfacique entre le métal et le TiO₂ . b Détermination de la concentration et des espèces d'ions métalliques en fonction de l'amplitude du courant induit par le transfert de charge

La méthode de stripping voltammetry peut être utilisée pour identifier la concentration et les espèces de métaux à la surface de TiO₂ réseaux de nanotubes. Dans cette méthode, la dépendance du courant vis-à-vis de la concentration et des espèces de métaux peut être montrée dans l'équation. (4) [38] :

Où, = exp[(nF /RT )(∆E /2)], et N est le nombre d'électrons participant aux réactions avec les métaux. F , A , D , C , et t _m représentent la constante de Faraday, la surface de l'électrode, le coefficient de diffusion et la concentration des ions métalliques, et la largeur d'impulsion respectivement. On peut voir à partir de cette équation que le courant est proportionnel à la concentration en métal.

Détails expérimentaux

Une feuille de titane pur (20 × 20 × 0,1 mm; pureté 99,9%) a été polie chimiquement pour éliminer la couche d'oxyde et créer une surface lisse. Pour être précis, une quantité appropriée d'acide HF avec une concentration de 40 % a été versée dans de l'eau ionisée proportionnellement (0,5 %); ensuite, la feuille de titane a été plongée dans la solution pré-préparée pendant 10 s et a été retirée instantanément puis séchée avec de l'azote. Ensuite, il a été lavé par ultrasons dans de l'acétone, de l'alcool éthylique absolu et de l'eau déminéralisée à 30 °C pendant 12 min respectivement. Dans le processus, l'acétone a été principalement utilisée pour nettoyer la surface de la feuille de Ti avec une rugosité de 0,139 µm et 0,066 µm avant et après le traitement, respectivement. Un prétraitement des feuilles de Ti est nécessaire avant les expériences pour un lissé plus élevé. Le montage expérimental a été appliqué dans la Réf. [39]. Le spectromètre photoélectronique à rayons X (XPS) AMICUS de Shimadzu a été utilisé pour la définition quantitative de la composition du TiO₂ préparé. réseaux de nanotubes.

Des nanoparticules d'Ag (NP) de différentes tailles ont été déposées sur le TiO₂ surface de nanotubes (QPrep400, Mantis) d'une puissance de 60 W dans des conditions de vide de 10 ⁻³ Torr. La pureté de la plaque d'Ag était de 99,9999%.

Une station de travail électrochimique (CHI660E, Shanghai Chenhua) a été utilisée pour effectuer les expériences de voltampérométrie de stripping pour détecter la concentration de Fe ³⁺ ions. Un système à trois électrodes (électrode de travail, électrode de référence et électrodes auxiliaires) composé de deux boucles a été utilisé pour surveiller le processus de réaction électrochimique de l'électrode de travail et pour maintenir l'équilibre de la réaction chimique.

Dans les expériences, quatre types de Fe ³⁺ avec des concentrations de 10 μg/L, 20 μg/L, 30 μg/L, 40 μg/L et 50 μg/L ont été mélangés dans du chlorure d'ammonium, respectivement. Lorsqu'il est détecté, le fer neutre a d'abord été adsorbé sur le TiO₂ surface des nanotubes avec/sans dépôt d'Ag après réaction de réduction avec un substrat de Ti, suivie d'une réoxydation lorsqu'un biais inverse a été appliqué. La tension balayée variait de − 1 V à 1 V avec un pas de 0,005 V. Le courant minimum détectable était de 10 ⁻⁵ A, et la durée détectée était de 120 µs. Concentration de Fe ³⁺ ions a été évalué à partir de la dépendance du pic de courant de dissolution à la tension.

Résultats et discussion

Préparation et caractérisation du TiO₂ Réseaux de nanotubes

TiO₂ réseaux de nanotubes produits dans un électrolyte composé de glycol, 2 vol% d'eau et 0,3 %wt de fluorure d'ammonium avec la tension d'oxydation étant de 60 V, le temps d'oxydation étant de 2 h, la température d'oxydation étant de 40 °C et la température de calcination étant de 500 °C avaient la morphologie et les performances optimales [39]. Images topographiques et vues latérales au microscope électronique à balayage (MEB) du TiO₂ les réseaux de nanotubes sont représentés sur les Fig. 2a, b, respectivement. Sur la figure 2a, le TiO₂ les réseaux de nanotubes sont bien agencés avec un diamètre moyen de 50  nm. Sur la figure 2b, la longueur du nanotube est d'environ 19,2  μm avec un angle d'inclinaison relatif de 30° avec le substrat lorsqu'il est mesuré. A partir de ces résultats, on peut voir que la zone de contact avec Fe ³⁺ Les ions pour les réseaux de nanotubes peuvent évidemment être augmentés à mesure que la longueur du tube augmente, ce qui peut améliorer efficacement la sensibilité de détection.

Topographie (a ) et vue latérale (b ) Images du TiO₂ Réseaux de nanotubes, respectivement

La figure 3a–d montre des images SEM de TiO₂ nanotubes avec dépôt de nanoparticules d'Ag avec des durées de 30 s, 35 s, 40 s et 45 s respectivement. Sur la figure 3a, lorsque la durée de dépôt était de 30  s, le diamètre moyen et l'épaisseur de couverture des nanoparticules d'Ag adsorbées sur la paroi des nanotubes étaient respectivement d'environ 10  nm et 5  nm. A partir de ces résultats, on peut voir que les nanoparticules ont une distribution de taille uniforme. Sur la figure 3b, c, lorsque les durées de dépôt ont été étendues à 35  s et 40  s, l'état des nanoparticules d'Ag est devenu progressivement l'état d'agrégat et les diamètres des particules d'Ag ont augmenté à 20 nm et 25 nm respectivement. Les diamètres des nanoparticules d'Ag ont encore augmenté jusqu'à ce qu'elles deviennent des amas qui couvrent partiellement la surface du TiO₂ nanotube lorsque le temps de dépôt est passé à 45  s, ce qui est illustré sur la figure 3d.

Images SEM de TiO₂ chargé de nanoparticules d'Ag Réseaux de nanotubes avec des durées de pulvérisation de 30 s, 35 s, 40 s et 45 s correspondant à (a ) - (d ), respectivement

Afin de confirmer la composition du TiO₂ des réseaux de nanotubes avec/sans adsorption de particules d'Ag d'une durée de 30  s, des expériences XPS ont été réalisées, qui sont illustrées à la Fig. 4a–d. Dans la Fig. 4a, les spectres d'Ag ont été donnés avec les intensités de 3200 et 2400 comptes lorsque les valeurs d'énergie de liaison étaient respectivement de 368,24  eV et 374,25 eV, ce qui a montré que FWHM (pleine onde à mi-hauteur) d'Ag était d'environ 1 eV. A partir de ces résultats, on peut voir qu'un seul état chimique Ag ⁰ a été détecté après dépôt d'Ag.

Spectroscopie photoélectronique des spectres d'Ag dans (a ); et les spectroscopies de TiO₂ Nanotubes avec/sans dépôt d'Ag dans (b ), (c ) et (d ) Mesuré par XPS, respectivement

Sur la figure 4b, les spectres de Ti avec/sans dépôt d'Ag ont été donnés et marqués par des lignes rouges et noires. Avant le dépôt d'Ag, les valeurs observées de l'énergie de liaison du Ti étaient de 459,60  eV et 465,18  eV, les intensités étant respectivement de 2 250 et 1250 comptes. En revanche, les valeurs d'énergie de liaison du Ti étaient de 458,88 eV et 464,66  eV, les intensités croissantes étant respectivement de 3 250 et 2 700 coups après dépôt. La différence d'énergie de liaison avant le dépôt d'Ag était de 5,58  eV; en revanche, la différence après dépôt passe à 5,78 eV, qui est augmentée de 0,3 eV environ. En outre, les deux décalages de pic du titane étaient respectivement de 0,72 eV et 0,52 eV. Ce phénomène a été causé par l'interaction des Ag NPs.

Des phénomènes similaires ont été observés sur les spectres de l'oxygène et du carbone avec/sans dépôt d'Ag, qui sont représentés respectivement sur les Fig. 4c, d. Avant le dépôt, les valeurs d'énergie de liaison de l'oxygène étaient de 530,89  eV et 533,28  eV, les intensités étant respectivement de 3 500 et 4 500 coups. Ces résultats ont montré que l'oxygène était dans un état négatif à deux valences (oxygène du réseau) et était constitué de TiO₂ avec du titane. D'autre part, la valeur de l'énergie de liaison de l'oxygène était de 530,24  eV avec une intensité de 4 900 coups après dépôt. En outre, la valeur du pic d'oxygène de l'énergie de liaison, 533,28 eV, a disparu après le dépôt, et le décalage du pic d'oxygène était de 0,67 eV. Ces résultats ont démontré que l'état de l'oxygène était passé de l'oxygène du réseau à l'oxygène adsorbé en raison de la réaction avec les Ag NP après le dépôt.

Sur la Fig. 4d, nous avons détecté le spectre de contamination par le carbone sur TiO₂ des réseaux de nanotubes avec/sans dépôt d'Ag, qui ont été marqués respectivement par des lignes rouges et noires. La valeur de l'énergie de liaison de la contamination par le carbone était de 285,41  eV, l'intensité du nombre de photons étant d'environ 1350 coups avant le dépôt. Au contraire, la valeur de l'énergie de liaison de la contamination par le carbone était de 284,80 eV, l'intensité du nombre de photons étant d'environ 1050 comptes après le dépôt d'Ag, ce qui signifie que la valeur de l'énergie de liaison et le nombre de photons du carbone ont été réduits de 0,59  eV et 30% respectivement. Ces résultats ont indiqué que la quantité de contamination par le carbone était significativement réduite après le dépôt des Ag NPs. En d'autres termes, le dépôt de Ag NPs peut réduire la contamination de l'électrode ainsi qu'améliorer l'efficacité du transfert de charge. Il convient de noter que le déplacement de l'énergie de liaison mesuré après le dépôt était d'environ 0,8  eV, ce qui était principalement dû au déplacement du carbone.

Par conséquent, TiO₂ les réseaux de nanotubes déposés avec des Ag NPs peuvent réduire efficacement le taux de recombinaison des électrons et des trous, et augmenter la conductivité et le taux de transfert de charge des électrodes par rapport au TiO₂ réseaux de nanotubes sans Ag NPs.

Détection de Fe ³⁺ Ions avec/sans dépôt d'Ag NPs

Afin d'obtenir les résultats expérimentaux, la voltamétrie électrochimique de stripping a été utilisée pour détecter le Fe ³⁺ métallique. ions avec TiO₂ réseaux de nanotubes sans dépôt d'Ag NPs. La concentration de Fe ³⁺ ions est fixé dans une plage de 10 μg/L à 50 μg/L. Dépendance du courant de dissolution à la tension lorsque Fe ³⁺ ions ont été détectés est illustré à la Fig. 5. Pendant la mesure, lorsque la tension appliquée était inférieure à -0,3 V, le courant de dissolution est resté constant et est resté à environ 0 A. Lorsque la tension appliquée était dans une plage de - 0,3 V à - 0,16 V, le courant a chuté rapidement et le pic a diminué d'environ − 1.16 × 10 ⁻⁴ A à − 1.28 × 10 ⁻⁴ A avec le Fe ³⁺ l'incrément de concentration en ions étant dans une plage de 10 μg/L à 50 μg/L et les décalages de tension étant dans une plage de - 0,18 V à - 0,16 V, respectivement. L'encart montre la dépendance du pic de courant à la tension appliquée, comme le montre la Fig. 5. Lorsque la tension appliquée V> − 0,16 V, le courant de dissolution a augmenté de façon exponentielle et progressive, et est resté dans une plage de − 0,2 × 10 ^{− 4} A à − 0.4 × 10 ⁻⁴ A. A partir de ce résultat, on peut voir que le pic du courant diminue avec l'augmentation de Fe ³⁺ concentration en ions, et que le TiO₂ la matrice de nanotubes peut être utilisée comme Fe ³⁺ capteur de détection.

La dépendance au courant de dissolution de la tension lorsqu'elle est détectée Fe ³⁺ ions

Dépendance des pics de courant de la Fig. 5 sur Fe ³⁺ la concentration en ions (de 10  μg/L à 50  μg/L) est également résumée à la Fig. 6. La ligne continue correspond aux données et est alignée avec la linéarité d'une manière raisonnable. Les résultats des ajustements peuvent être calculés avec y = 0.00373x + 1.1027, où y et x représentent respectivement les concentrations de courant et d'ions. Ce résultat d'ajustement est suffisant pour montrer que le Fe ³⁺ minimum détectable concentration en ions lorsque TiO₂ les réseaux de nanotubes sans dépôt d'Ag NPs sont adoptés est de 37,3 A/μg/L. La limite de détection de Fe ³⁺ (δx = (dy /dx ) ⁻¹ ·(1/dy )) lorsque le TiO₂ les matrices utilisées doivent être de 15,01  nM en tenant compte de la plage linéaire. Ici, dy /dx = 37,3 μA/μg/L, et δy = 0,01 μA, M _Fe = 56, respectivement. Ce résultat est comparable à celui de Ref [25]. Dans cet article, le rapport d'extinction A700 nm/A520 nm est linéaire avec la concentration de Fe ³⁺ allant de 40 mM à 80 mM, qui peut effectuer une détection sensible de Fe ³⁺ ions avec une limite de détection de 14,82  nM lorsque la méthode UV-visible DTC-PASAu NP pour la détection sur site et en temps réel de Fe ³⁺ dans des échantillons biologiques sont adoptés.

La dépendance actuelle des pics du Fe ³⁺ concentration en ions

Ensuite, amélioration de la sensibilité de Fe ³⁺ détection de concentration pour TiO₂ des réseaux de nanotubes avec dépôt d'Ag ont été étudiés, avec des durées de dépôt respectivement de 30 s, 35 s et 40 s. Le Fe ³⁺ La concentration a été fixée à 10  μg/L, et le résultat est illustré à la Fig. 7. Lorsque la tension appliquée V était inférieure à − 0,3  V, le courant de dissolution est resté presque constant et était d'environ 0 A. Lorsque la tension appliquée était dans un allant de − 0,3 V à − 0,2 V, le courant est tombé rapidement à environ − 1,35 × 10 ⁻⁴ A, et lorsque la tension appliquée était supérieure à − 0,2 V, le courant de dissolution augmentait de façon exponentielle et progressive, et restait dans une plage allant de − 0,08 × 10 ⁻⁴ A à − 0.4 × 10 ⁻⁴ A. L'encart montre la dépendance du pic de courant sur la tension appliquée, comme le montre la Fig. 7. La dépendance des pics de la Fig. 7 sur le dépôt Ag NPs avec la durée étant dans une plage de 0 s à 40 s est également résumée dans La figure 8 et la ligne continue présentent l'ajustement des données. On peut voir que le courant a atteint la valeur maximale (environ − 1.38 × 10 ⁻⁴ A) lorsque le temps de dépôt des Ag NPs était de 30 µs. En particulier, par rapport à la valeur du courant avant dépôt d'Ag sur TiO₂ réseaux de nanotubes, la valeur du courant a augmenté à environ − 1.15 × 10 ⁻⁴ A, ce qui signifiait que la sensibilité du Fe ³⁺ la détection a été améliorée de 20 % lorsque le dépôt d'Ag NPs s'est produit sur TiO₂ surface. En outre, la valeur maximale du courant dans la durée de dépôt de 30 s a été considérée comme directement liée aux diamètres et à la distribution uniforme des Ag NPs sur TiO₂ surface. Par conséquent, TiO₂ les réseaux de nanotubes se caractérisent par une fabrication relativement simple, une sensibilité élevée et une reproductibilité par rapport aux autres Fe ³⁺ méthodes de détection. De plus, le changement de couleur de la solution colloïdale d'Ag peut être distingué à l'œil nu, ce qui peut également être utilisé pour vérifier directement si Fe ³⁺ existe dans la solution et sert de base solide pour cette recherche. Par conséquent, Ag NPs fonctionnalisés sur TiO₂ bien ordonné les matrices de nanotubes ont fourni une réponse de détection à faible coût, à haute sélectivité et sensibilité pour Fe ³⁺ avec une faible limite de détection dans les conditions ambiantes. Notamment, amélioration de la sensibilité de Fe ³⁺ la détection peut également être réalisée pour d'autres Fe ³⁺ solutions avec différentes concentrations.

Détection de Fe ³⁺ ions par TiO₂ chargé Ag réseaux de nanotubes avec différentes concentrations

La relation entre le temps de dépôt des ions Ag sur TiO₂ réseau de nanotubes et la concentration de détection de Fe ³⁺ ion

Afin de démontrer la sélectivité du TiO₂ -Ag NPs pour Fe ³⁺ ions, des expériences compétitives ont été menées en présence d'autres ions métalliques lorsque la résonance plasmonique de surface (SPR), la spectrométrie UV-visible, etc. étaient utilisées. Théoriquement, le décalage de pic caractéristique ne devrait se produire qu'avec la solution mixte d'ions métalliques contenant Fe ³⁺ comme indiqué dans les Eqs. (1)–(4). Nous nous concentrerons ensuite sur les expériences concurrentielles.

Conclusions

TiO₂ est un matériau fonctionnel important qui est non seulement largement utilisé dans les détecteurs UV, les photocatalyseurs et les cellules solaires à colorant, mais également utilisé dans d'importantes applications potentielles dans les capteurs ultrasensibles. Dans cet article, nous présentons une méthode qui utilise TiO₂ bien aligné matrices de nanotubes avec des nanoparticules d'Ag comme capteur de voltampérométrie pour une détection très efficace de Fe ³⁺ Ion. Au début, la méthode d'oxydation anodique a été adoptée pour préparer le TiO₂ ordonné des réseaux de nanotubes, suivis de NPs d'Ag fonctionnalisées avec la capacité de détecter les ions fer. Ensuite, les spectres du TiO₂ nanotube avec/sans les Ag NPs ont été comparés par XPS, ce qui a prouvé que l'oxygène du réseau dans TiO₂ des réseaux de nanotubes ont été libérés dans l'oxygène adsorbé en raison de l'interaction des Ag NPs. Par conséquent, lorsque des Ag NP fonctionnalisés sur des réseaux de nanotubes ont été utilisés, la détection d'ions de fer réalisée avec la méthode de voltampérométrie de décapage anodique a été étudiée pour valider leur grand potentiel à devenir des capteurs de métaux lourds, ce qui a prouvé que les Ag NP fonctionnalisés sur TiO_{2 bien ordonné} les matrices de nanotubes ont fourni une réponse de détection à faible coût, à haute sélectivité et sensibilité pour Fe ³⁺ avec une faible limite de détection dans les conditions ambiantes. Cette méthode crée de nouvelles possibilités de développement de capteurs pour la surveillance de Fe ³⁺ dans des échantillons biologiques sans aucune procédure de prétraitement des échantillons.

Abréviations

CB :

Bande de conductance

FWHM :

Pleine vague à mi-hauteur

NALC :

N-acétyl-L-cystéine

NP :

Nanoparticules

ROS :

Espèces réactives de l'oxygène

SEM :

Microscope électronique à balayage

Ti :

Titane

VB :

Bande de Valence

XPS :

Spectromètre photoélectronique à rayons X