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       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(chǎn)生電能。但目前該領(lǐng)域仍存在輸出功率低、電極穩(wěn)定性差等主要問題。為了解決這個(gè)問題，人們正在進(jìn)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(shè)計(jì)被提出，為了實(shí)現(xiàn)電子在葡萄糖氧化酶 (GOX)和電極表面高效傳遞，從而實(shí)現(xiàn)EBFCs的應(yīng)用。制備的rGO / PANI / f-Fe₃O₄納米復(fù)合材料通過分析技術(shù)進(jìn)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(fù)合材料的電化學(xué)行為和rGO/PANI/f-Fe₃O₄ /Frt/GOx生物陽極通過循環(huán)伏安法(CV)、電化學(xué)阻抗譜(EIS)、線性掃描伏安法(LSV)進(jìn)行了測定。生物陽極在最佳50mm葡萄糖濃度時(shí)，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(fù)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(fù)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(fù)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(huán)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(huán)境中掃描
 

Figure 6. GCE/rGO/PANI/f-Fe₃O₄ /Frt/GOX電極的循環(huán)伏安曲線，（a）無葡萄糖（b）在50mm的葡萄糖溶液中
 
      相關(guān)研究于2019年由King Abdulaziz大學(xué)的Inamuddin課題組，發(fā)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