聚芳酰胺-多壁碳纳米管混合物固定漆酶电极的电化学行为.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)ActaPhyS．一Chim．Sin．．2010，26(12)：3217—32243217December[Article]WWW．whxb．pku．edu．cn聚芳酰胺多壁碳纳米管混合物固定漆酶电极的电化学行为曾涵廖铃文李明芳陶骞康婧陈艳霞(中国科学技术大学化学物理系，合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)，合肥230026)摘要：以聚芳酰胺．多壁碳纳米管混合物为载体，利用漆酶表面氨基与聚芳酰胺主链端羧基的共价偶联以及碳纳米管与漆酶问的疏水作用，构筑了具有较高稳定性和电催化活性的漆酶修饰电极．并对该固酶修饰电极的固酶量、酶活力、

2、电化学行为及其电催化氧还原的性能进行了表征．对漆酶分子具有亲和力的聚芳酰胺芳环结构及聚芳酰胺端羧基与漆酶表面氨基的共价偶联避免了漆酶的脱落和变性．而碳纳米管与聚芳酰胺的混合使得该三维修饰电极具有良好的电子导电性，并成功地实现了漆酶的氧化还原活性位与电极之间的直接电荷转移，这一点可由在0_73和0．38V附近观察到漆酶的T和T2(漆酶的T

3、，T2铜活性位的形式电位分别为0-78和0．39V(VSNHE))铜活性位的两对氧化还原峰确认．漆酶的担载量为56．Omg·g～，具有电化学活性的漆酶占总担载漆酶量的68％．在pH=4．4磷酸盐缓冲溶液中，该修饰电极上氧气还原的起始电位为0

4、．55、，’其对氧气的米氏常数KM为55．8pmol·L～，对氧气的检测限为O．57pmol·L～．在4℃下保存两个月后能实现直接电荷转移的漆酶量仅下降了14％左右而氧还原超电势提高了约5OmV．结果表明该修饰电极有望用作酶基生物燃料电池的阴极和电流型氧气传感器．关键词：漆酶：直接电子迁移：氧还原：生物电催化：生物传感器中图分类号：0646；0629．8PolyArylAmideandMultiwalledCarbonNanotubeCompositeSupportedLaccaseElectrodeandItsElectrochemicalBehaviorZENGHanL

5、IAOLing—WenLIMing—FangTAOQianKANGJingCHENYan—Xia(HefeiNationalLaboratoryforPhysicalSciencesatMicroscale,DepartmentofChemicalPsics．UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei23002~PR．China)Abstract：AnoveIstrategyfortheimmobilizationofIaccaseontoaglassycarbonelectrodewithhighstabilityandel

6、ectrocatalyticperformanceiSpresented．LaccaseiSattachedtoamatrixofmixedpolyarylamide(PAA)andmultiwalledcarbonnanotubesfMWCNTs)fdenotedLac／PAA．MWCN1．s，GCE)bycovalentlybondingthesurfaceaminegroupoflaccasetotheterminalcarboxylgroupofPAAandhydrophobic—hydrophobicinteractionbetweenMWCNTsandthela

7、ccase．ThePAAbackboneavoidsthedetachmentanddenaturingofthelaccase．andtheintermixedMWCNTsprovidehighelectronicconductivity．TheloadingoflaccaseiS56．0mg·g。andmorethan68％showselectrochemicaIactivity．TheelectrodedeliversdirectelectrontransferbetweentheredoxcenteroftheIaccaseandtheelectrodewithtw

8、opairsofredoxpeaksat0．73and0．38、／'whichlSclosetotheformalpotentialoftheT1andT2CU．sitesf0．78and0．39V(NHE))，respectively．TheonsetpotentialforO2reductionteaction(ORR)iSca0．55Vinaphosphatebuffersolution(pH=4．4)．TheMichaelisconstant((M)oftheLac／PAA．MWCNTs，GEsforO2i