新型酶生物燃料電池電極研究.pdf

1、酶生物燃料電池(EBFC)是一種利用從生物體系中提取出來的酶作為催化劑直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，具有燃料來源廣泛、反應(yīng)條件溫和、能量轉(zhuǎn)化率高、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。對EBFC的研究主要集中在尋找固定酶的新方法及新催化劑上。本文主要研究工作如下:
　　(1)利用介孔分子篩MCM-41結(jié)合碳納米管(CNTs)實(shí)現(xiàn)了對ABTS和漆酶的吸附固定，考察了相關(guān)酶電極對氧還原的電催化性能。采用X射線能譜(EDS)和低溫氮吸附-脫附測試儀對MC

2、M-41進(jìn)行了表征。采用循環(huán)伏安法(CV)和線性掃描伏安法(LSV)對相關(guān)酶電極的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明:經(jīng)MCM-41固定修飾后的漆酶電極獲得了更大的氧還原電流(6.66μA);固定在電極上的ABTS的穩(wěn)定性和漆酶電極的重復(fù)使用穩(wěn)定性都得到了很大的提高。
　　(2)制備了一種摻氮多孔納米碳催化劑—PANI-C作為氧還原的非Pt催化劑，考察了其在堿性介質(zhì)中對氧還原的電催化性能。采用掃描電鏡(SEM)表征了催化劑的形貌并在旋

3、轉(zhuǎn)圓盤電極上采用CV、LSV和計時電流法等電化學(xué)測量方法對其電催化氧還原的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:PANI-C催化劑相比于Pt-C催化劑表現(xiàn)出更好的長期穩(wěn)定性和抗甲醇性能。
　　(3)以高嶺土納米管(HNT)為電極材料，在高嶺土納米管上沉積巰基環(huán)糊精(SH-β-CD)穩(wěn)定的納米金(Au)將二茂鐵(Fc)連接到高嶺土納米管上，再以物理吸附的方法將葡萄糖氧化酶(GOD)連接到高嶺土納米管上制得生物燃料電池酶電極，考察了酶電極對葡萄糖