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本文利用碳纳米管各种复合物进行电极修饰,研究葡萄糖氧化酶和漆酶在修饰电极上的电化学行为,并在此基础上组装成生物燃料电池,考察生物燃料电池的性能。主要结果如下:
1.将碳纳米管分散在壳聚糖溶液中形成生物相容性较好的碳纳米管复合物,固定在碳纳米管和壳聚糖复合物中的葡萄糖氧化酶实现了直接电化学并保持有较好的对葡萄糖的电催化氧化能力,可以作为生物传感器来检测葡萄糖。固定在其中的漆酶,较好地保持了生物催化活性,可用于测定2,2’-连氮-双(3-乙基并噻-6-磺酸)(ABTS)、儿茶酚和氧气。
2.以多孔碳为电极材料,将漆酶和葡萄糖氧化酶分别固定在碳纳米管和壳聚糖的复合物中,作为生物燃料电池的阴极和阳极的催化剂,组装成生物燃料电池,该电池功率大小可由pH值来进行调节。
3.碳纳米管与离子液体可形成碳纳米管-离子液体溶胶复合物,固定在该复合物修饰的电极上的葡萄糖氧化酶可实现直接电化学,并保持良好的生物电催化活性。这种溶胶也可修饰在碳纤维微电极表面,这样得到的修饰微电极可通过控制碳纳米管复合物修饰的量而具有电极尺寸的可调性,并实现对葡萄糖氧化酶的直接电化学和其它生物小分子的电催化氧化。
4.碳纳米管-离子液体溶胶复合物可在石墨电极表面形成稳定的修饰层,固定在其中的漆酶较好地保持了生物电催化活性,且比游离态的漆酶具有更高的热稳定性。可作为抑制传感器用于检测较低浓度的卤素离子。
5.将固定在碳纳米管-离子液体溶胶复合物修饰电极上的葡萄糖氧化酶和漆酶分别作为阳极和阴极的生物催化剂,制备有膜或无膜的生物燃料电池。结果表明,用果汁直接作为电池的燃料会使电池的功率大大提高。