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阿卜杜勒阿齊茲國王大學--功能化磁性納米顆粒還原氧化石墨烯納米復合材料用于酶生物燃料電池
       生物燃料電池(EBFCs)利用氧化還原酶從綠色和可再生的燃料中產生電能。但目前該領域仍存在輸出功率低、電極穩定性差等主要問題。為了解決這個問題,人們正在進行大量的研究,以改善酶和集電器之間的電子交換。鑒于此, 在聚苯胺矩陣中,基于還原氧化石墨烯(rGO)和功能化磁性納米顆粒(f-Fe3O4 NPs)的新電極設計被提出,為了實現電子在葡萄糖氧化酶 (GOX)和電極表面高效傳遞,從而實現EBFCs的應用。制備的rGO / PANI / f-Fe3O4納米復合材料通過分析技術進行了檢測,即傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、掃描電子微(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)。而rGO / PANI / f-Fe3O4納米復合材料的電化學行為和rGO/PANI/f-Fe3O4 /Frt/GOx生物陽極通過循環伏安法(CV)、電化學阻抗譜(EIS)、線性掃描伏安法(LSV)進行了測定。生物陽極在最佳50mm葡萄糖濃度時,最大電流密度為32.9 mA cm-2
 
Figure 1. 展示電極制作過程,并通過生化路徑表示電子傳遞途徑

 

Figure 2. rGO/PANI/f- Fe3O4納米復合材料的分步制備的原理圖。
 

Figure 3. (a) 還原-氧化石墨烯、表面修飾的磁性四氧化三鐵顆粒以及合成的復合材料(rGO / PANI / f-Fe3O4)的FTIR光譜 (b) rGO / PANI / f-Fe3O4的拉曼光譜 (c) XRD圖譜
 

Figure 4. (a) 復合材料的掃面電鏡圖 (b) 透射電鏡圖:在聚苯胺PANI摻雜的還原-氧化石墨烯表面修飾的磁性納米顆粒
 

Figure 5. 循環伏安圖(a) 裸玻碳電極 (b) GCE/rGO/PANI/f-Fe3O4 電極 (c) GCE/rGO/PANI/f-Fe3O4 /Frt/GOX電極,在0.3M鐵氰化鉀作為電解液的環境中掃描
 

Figure 6. GCE/rGO/PANI/f-Fe3O4 /Frt/GOX電極的循環伏安曲線,(a)無葡萄糖(b)在50mm的葡萄糖溶液中
 
      相關研究于2019年由King Abdulaziz大學的Inamuddin課題組,發表在INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY雜志上(2019,44,52,28294-28304),原文:Functionalized magnetic nanoparticle-reduced graphene oxide nanocomposite for enzymatic biofuel cell applications
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