Nitrogen‐Doped Amorphous Carbon Film for Enhanced Cu2+ Electrochemical Sensing in Marine Environments
Source abstract
Abstract
Abstract Amorphous carbon (a‐C) is a promising material for electrochemical sensing due to its wide potential window and chemical stability. However, its high resistance and limited surface activity hinder performance. Nitrogen (N) doping can improve conductivity while maintaining a low background current, but precise control of N content remains challenging. In this study, N‐doped a‐C films are fabricated using a high‐ionization anode‐layer ion source by adjusting the C2H2/N2 gas ratio. The influence of N concentration on Cu2⁺ detection performance is systematically evaluated. Moderate N doping (≈12.9 at.%) facilitates the formation of sp2‐hybridized carbon and nitrogen‐containing functional groups, significantly enhancing electrochemical activity. The optimized electrode exhibits a wide linear detection range from 8 × 10−3 to 5 mM and a low detection limit of 8 × 10−3 mM in 3.5 wt% NaCl solution, sufficient for monitoring copper alloy crevice corrosion (≈0.1 mm). The electrodes also show excellent repeatability, reproducibility, and long‐term stability. Theoretical calculations indicate that increased sp2 content and C─N bonds enhance Cu2⁺ adsorption and electron transfer, thereby improving sensor performance via N doping.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Electrochemical sensors and biosensors · Gas Sensing Nanomaterials and Sensors · Analytical Chemistry and Sensors
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
State Key Laboratory of Green Chemical Synthesis and Conversion College of Chemical Engineering Zhejiang University of Technology Hangzhou 310032 P. R. China
State Key Laboratory of Advanced Marine Materials Zhejiang Key Laboratory of Extreme‐environmental Material Surfaces and Interfaces Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering Chinese Academy of Sciences Ningbo 315201 P. R. China
Jiangxi Copper Company Limited Nanchang 330095 P. R. China
Funding
Natural Science Foundation of Ningbo Municipality
References (79)
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