在基于酶的生物燃料电池研究中，碳基电极材料的共价或非共价分子修饰通常用作固定酶和/或介体的方法。但是，这些分子修饰对电极材料电化学性能的影响尚不清楚。在这项研究中，我们介绍了分子修饰前后化学气相沉积（CVD）生长的单层石墨烯电极的电化学性质。通过循环伏安法和电化学阻抗测量来评估石墨烯电极的电化学性质。共价改性的石墨烯电极显示出比改性前高约25倍的电荷转移电阻。相比之下，非共价改性的石墨烯电极的电化学性质不会由于改性而降低。
  
Figure 1. 石墨烯电极的制备过程。
 

Figure 2. 用于所有电化学测量的电化学装置。
 
 
Figure 3. 用于评估共价和非共价修饰对石墨烯电极电化学性能影响的测量和修饰方案。在整个过程中，石墨烯电极并未从电池上卸下。
 

Figure 4. 在SiO₂/Si衬底上CVD生长的石墨烯薄膜的表征：（a）沉积Au/Ni（50nm/10nm）后的光学图像。（b）光学显微照片。箭头指示聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）残基。（c）拉曼光谱。
 

Figure 5. （a）不存在和（b）存在葡萄糖的情况下，在SiO₂/Si衬底上CVD生长的石墨烯上记录的循环伏安图，（c）E = 0.7 V vs.葡萄糖浓度时的催化电流曲线。
 

Figure 6. （a）用于拟合奈奎斯特图的等效电路模型。（b,c）在含有1 mM FcDA的0.1M PBS中（b）共价修饰和（c）非共价修饰前后在单层石墨烯电极上获得的奈奎斯特图。实线表示拟合曲线。
 
       相关研究成果于2020年由青山学院大学科学与工程学院Takeshi Watanabe课题组，发表在crystal（doi.org/ 10.3390/cryst10040241）上。原文：Electrochemical Characterization of CVD-Grown Graphene for Designing Electrode/Biomolecule Interfaces。