基于碳納米點的生物傳感和酶型生物燃料電池.pdf

1、目前全球的能源供應(yīng)關(guān)系總體處于緊張狀態(tài),因此尋求可再生的新型能源已成為全球的當務(wù)之急。酶型生物燃料電池因其具有反應(yīng)條件溫和,生物相容性好,燃料來源廣泛等特點,作為一種可再生的新型綠色能源引起了全球的廣泛關(guān)注。酶型生物燃料電池是生物燃料電池的一種,是以酶作為生物催化劑,通過生物電化學途徑,把燃料中的化學能轉(zhuǎn)化成電能的一種能量轉(zhuǎn)化裝置。碳材料因其具有良好的導(dǎo)電性、生物相容性以及易功能化等優(yōu)點,在電化學生物傳感器和生物燃料電池的構(gòu)筑中具有非常

2、廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文以新型的碳材料--碳納米點(Carbon Nanodots,CNDs)作為電極材料,并對其進行了功能化修飾,基于此構(gòu)建了相關(guān)電化學器件:化學生物傳感器和酶型生物燃料電池。具體概述如下:
　　1.研究了漆酶(laccase)在碳納米點修飾電極上的直接電化學行為,考察了其對氧氣催化還原的性能。
　　2.制備了碳納米點/聚亞甲基綠納米復(fù)合物(polyMG-CNDs),該納米復(fù)合物對NADH具有優(yōu)良的

3、電催化性能?；诖搜兄瞥銎咸烟巧飩鞲衅?該傳感器的檢測限為0.07μM,檢測范圍為0-44μM。同時并構(gòu)建了GDH-polyMG-CNDs/GC為生物陽極,以Laccase-CNDs/GC為生物陰極的無隔膜型葡萄糖/氧氣生物燃料電池,電池的開路電壓為0.30V,最大輸出功率密度為0.052μW/cm2。
　　3.基于納米復(fù)合物(polyMG-CNDs)對過氧化氫和氧氣電還原的催化性能以及葡萄糖氧化酶(GOx)對底物葡萄糖的特異性

4、生物催化功能,制備了GOx-polyMG-CNDs/GC修飾電極,通過檢測反應(yīng)過程中被消耗的氧氣量,實現(xiàn)了對葡萄糖的生物傳感,檢測限為1.33μM,檢測范圍為0-180μM。并構(gòu)建了以GOx-polyMG-CNDs/GC電極作為生物陽極,以Laccase-CNDs/GC電極為生物陰極的無隔膜型葡萄糖/氧氣生物燃料電池,該電池的開路電位為0.325V,最大功率輸出密度為0.054μW/cm2。進一步探究了幾種軟飲料作為燃料的能量輸出情況。