从疾病预防到环境保护等各领域都需要对H2O2进行稳定且高灵敏度的测定。通过优化合成方法最大化金属活性位点的数量以及增加氮掺杂，来构建廉价且高活性的过渡金属基氮掺杂碳电催化剂是高灵敏度无酶电化学检测H2O2的有前景的策略。

绿色创新中心耿东生教授基于热解纳米级Zn/Co-ZIF和g-C3N4复合物的的简便双模板方法，可控合成了具有最大化Co原子利用率和良好石墨化程度的钴/氮共掺杂的碳纳米片（Co-N/CNS）。前驱体ZIF中大量的Zn2+离子充当“栅栏”扩大了Co原子的相邻距离，有效地防止了Co原子的自发迁移和聚集。Zn原子在高温下的蒸发加速了Zn/Co-ZIF晶体框架的坍塌，充分暴露出内部的Co原子。具有大量均质氮原子的g-C3N4作为载体前体可以提供丰富的氮结合位点来锚定高活性的Co原子并最终形成Co-Nx单原子结构。所制备的Co-N/CNS催化剂对H2O2还原表现出优异的传感性能，具有从1×10-6 到 0.5×10-3 M 和从 0.5×10-3 到 1×10-1 M 的宽线性电流响应，在不同浓度区间分别具有 468.95和 605.50 μAmM-1cm-2 的高灵敏度，以及 6.18×10-9 M 的低检出限。同时，该催化剂也具有良好的抗干扰性、稳定性和重现性。通过表征分析，其优异的性能归因于以下几点：（i）大量暴露在CNS表面的Co-Nx活性位点可以有效吸附并在低电位下还原H2O2；（ii）富含的介孔结构显着地促进了H2O2分子的传质；以及（iii）相对较高的石墨化程度和较高的氮含量有助于催化反应中的快速电子转移。

研究成果于2022年7月以“Tailoring Atomically Dispersed Cobalt-Nitrogen Active Sites in Wrinkled Carbon Nanosheets via “Fence” Isolation for Highly Sensitive Detection of Hydrogen Peroxide”为题发表在国际权威学术期刊《 Journal of Materials Chemistry A 》（影响因子14.511）上。论文第一作者是博士生胡悦，通讯作者是耿东生教授。该工作有助于拓展开发具有高活性和稳定性的金属单原子催化剂。设计的无酶电化学传感器在精确检测痕量H2O2方面具有实际应用的潜力。