生物燃料电池(EBFCs)利用氧化还原酶从绿色和可再生的燃料中产生电能。但目前该领域仍存在输出功率低、电极稳定性差等主要问题。为了解决这个问题，人们正在进行大量的研究，以改善酶和集电器之间的电子交换。鉴于此, 在聚苯胺矩阵中，基于还原氧化石墨烯(rGO)和功能化磁性纳米颗粒(f-Fe₃O₄ NPs)的新电极设计被提出，为了实现电子在葡萄糖氧化酶 (GOX)和电极表面高效传递，从而实现EBFCs的应用。制备的rGO / PANI / f-Fe₃O₄纳米复合材料通过分析技术进行了检测，即傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子微(SEM)、透射电子显微镜(TEM)。而rGO / PANI / f-Fe₃O₄纳米复合材料的电化学行为和rGO/PANI/f-Fe₃O₄ /Frt/GOx生物阳极通过循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)进行了测定。生物阳极在最佳50mm葡萄糖浓度时，最大电流密度为32.9 mA cm^-2。
 
Figure 1. 展示电极制作过程，并通过生化路径表示电子传递途径

 

Figure 2. rGO/PANI/f- Fe₃O₄纳米复合材料的分步制备的原理图。
 

Figure 3. (a) 还原-氧化石墨烯、表面修饰的磁性四氧化三铁颗粒以及合成的复合材料（rGO / PANI / f-Fe₃O₄）的FTIR光谱 (b) rGO / PANI / f-Fe₃O₄的拉曼光谱 (c) XRD图谱
 

Figure 4. (a) 复合材料的扫面电镜图 (b) 透射电镜图：在聚苯胺PANI掺杂的还原-氧化石墨烯表面修饰的磁性纳米颗粒
 

Figure 5. 循环伏安图(a) 裸玻碳电极 (b) GCE/rGO/PANI/f-Fe₃O₄ 电极 (c) GCE/rGO/PANI/f-Fe₃O₄ /Frt/GOX电极，在0.3M铁氰化钾作为电解液的环境中扫描
 

Figure 6. GCE/rGO/PANI/f-Fe₃O₄ /Frt/GOX电极的循环伏安曲线，（a）无葡萄糖（b）在50mm的葡萄糖溶液中
 
      相关研究于2019年由King Abdulaziz大学的Inamuddin课题组，发表在INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY杂志上（2019,44,52，28294-28304），原文：Functionalized magnetic nanoparticle-reduced graphene oxide nanocomposite for enzymatic biofuel cell applications