【哈爾濱工業(yè)大學(xué)/南方科技大學(xué):聚焦離子束制備高分辨率電化學(xué)-電致發(fā)光耦合雙極納米電極陣列傳感器】

高時(shí)間和空間分辨率的電化學(xué)傳感器陣列可以極大地促進(jìn)各種并行傳感應(yīng)用。在此，哈爾濱工業(yè)大學(xué)化學(xué)化工系和南方科技大學(xué)化學(xué)系Guopeng Li和Rui Hao提供了一種用于高分辨率電化學(xué)傳感應(yīng)用的雙極納米電極陣列(BPnEAs)的控制和規(guī)模化制造的簡單方法。采用雙光束FIB納米加工技術(shù)在氮化硅膜窗上制備了BPnEAs。將傳統(tǒng)的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)與三(2,20-聯(lián)吡啶)釕/2-(二丁胺)乙醇電化學(xué)發(fā)光(ECL)系統(tǒng)耦合在一起，該系統(tǒng)基于高粘度溶劑來減少分子擴(kuò)散，從而可以以高空間和時(shí)間分辨率報(bào)道傳統(tǒng)的電化學(xué)氧化還原過程。在10 × 10 Pt或C BPnEAs上演示了BPnEA-ECL傳感器用于監(jiān)測0.5 M H2SO4的減少。首次報(bào)道了含有不同電極材料(Pt和C)的BPnEA-ECL傳感器，并將其用于監(jiān)測0.5 M H2SO4的還原，從而揭示了Pt和C之間電催化能力的差異。隨后，揭示了BPnEA-ECL系統(tǒng)在催化劑篩選方面的卓越能力。

圖文解析

圖1。(A)雙極納米電極陣列(BPnEA)的制備原理圖。(B)間距為1μm的10 × 10 Pt BPnEA的氦離子顯微鏡(he)結(jié)果。(C) BPnEA在B處45°角度的HIM結(jié)果。(D)在ITO和自制Ag/Ag2O驅(qū)動(dòng)電極下，BPnEA在1 M Na2SO4和1 mM FcMeOH水溶液中20 mV/s的循環(huán)伏安響應(yīng)。(E)用于空間分辨陣列中單個(gè)納米電極的bpnea -電化學(xué)發(fā)光(ECL)傳感裝置示意圖。(F) [Ru(bpy)3] 2+/DBAE體系的ECL機(jī)制。

圖2。采用雙極納米電極陣列(BPnEA)-基于Pt納米電極陣列的電化學(xué)發(fā)光(ECL)傳感器檢測ECL成像結(jié)果，分別施加(a)降壓和(B)升壓，標(biāo)尺為5μm。(C)電極間距為1μm時(shí)Pt BPnEA的he顯微圖。(D) ITO和Ag/Ag2O驅(qū)動(dòng)電極處的外加電位CV曲線。

圖3。基于C納米電極陣列的雙極納米電極陣列(BPnEA)-ECL傳感器在(a)降壓和(B)升壓作用下的電化學(xué)發(fā)光(ECL)圖像，比尺為5μm。(C)電極間距為1μm時(shí)C BPnEA的he顯微圖。(D) ITO和Ag/Ag2O驅(qū)動(dòng)電極處的外加電位CV曲線。

圖4。采用雙極納米電極陣列(BPnEA)-基于“S”形Pt/C混合納米電極陣列的ECL傳感器在(a)降壓和(B)升壓條件下檢測電化學(xué)發(fā)光(ECL)圖像，比尺為5μm。(C)電極間距為1μm時(shí)Pt/C雜化BPnEA的HIM顯微圖。(D) ITO和Ag/Ag2O驅(qū)動(dòng)電極處的外加電位CV曲線。