在基于酶的生物燃料電池研究中，碳基電極材料的共價(jià)或非共價(jià)分子修飾通常用作固定酶和/或介體的方法。但是，這些分子修飾對(duì)電極材料電化學(xué)性能的影響尚不清楚。在這項(xiàng)研究中，我們介紹了分子修飾前后化學(xué)氣相沉積（CVD）生長的單層石墨烯電極的電化學(xué)性質(zhì)。通過循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗測量來評(píng)估石墨烯電極的電化學(xué)性質(zhì)。共價(jià)改性的石墨烯電極顯示出比改性前高約25倍的電荷轉(zhuǎn)移電阻。相比之下，非共價(jià)改性的石墨烯電極的電化學(xué)性質(zhì)不會(huì)由于改性而降低。
Figure 1. 石墨烯電極的制備過程。
Figure 2. 用于所有電化學(xué)測量的電化學(xué)裝置。
Figure 3. 用于評(píng)估共價(jià)和非共價(jià)修飾對(duì)石墨烯電極電化學(xué)性能影響的測量和修飾方案。在整個(gè)過程中，石墨烯電極并未從電池上卸下。
Figure 4. 在SiO
2/Si襯底上CVD生長的石墨烯薄膜的表征：（a）沉積Au/Ni（50nm/10nm）后的光學(xué)圖像。（b）光學(xué)顯微照片。箭頭指示聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）殘基。（c）拉曼光譜。
Figure 5. （a）不存在和（b）存在葡萄糖的情況下，在SiO
2/Si襯底上CVD生長的石墨烯上記錄的循環(huán)伏安圖，（c）E = 0.7 V vs.葡萄糖濃度時(shí)的催化電流曲線。
Figure 6. （a）用于擬合奈奎斯特圖的等效電路模型。（b,c）在含有1 mM FcDA的0.1M PBS中（b）共價(jià)修飾和（c）非共價(jià)修飾前后在單層石墨烯電極上獲得的奈奎斯特圖。實(shí)線表示擬合曲線。
相關(guān)研究成果于2020年由青山學(xué)院大學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院Takeshi Watanabe課題組，發(fā)表在crystal（doi.org/ 10.3390/cryst10040241）上。原文：Electrochemical Characterization of CVD-Grown Graphene for Designing Electrode/Biomolecule Interfaces。
