Изучено влияние дисперсности углеродного материала на эффективность электровосстановления кислорода лакказой при иммобилизации ее на высокодисперсном коллоидном графите (ВКГ) и саже (АД 100). Предложен и исследован высокоактивный композитный материал на основе ВКГ с иммобилизованной лакказой, что обеспечивает оптимальные условия для осуществления прямого би-оэлектрокатализа молекулами фермента. Удельный ток восстановления кислорода в расчете на одну молекулу фермента для нанокомпозита ВКГ + лакказа в 5 раз больше по сравнению с композитом на основе АД 100. При увеличении толщины активного слоя, что важно для создания газодиффузионного кислородного электрода, наблюдается эффект уменьшения удельной активности композита, и только для ультратонких слоев активность не зависит от толщины. Это можно объяснить возникновением перколяционных ограничений по транспорту электронов, в результате которых только часть каталитически активных центров активного слоя электрода участвует в реакции. Высказано предположение, что частицы ВКГ образуют агломераты в активном слое. Размер агломератов был определен на основании данных компьютерного моделирования перколяционных процессов и экспериментальных данных по зависимости удельной емкости активной массы от толщины активного слоя. Высказаны гипотезы о природе перколяционных явлений. В частности, предполагается, что агломераты углеродных частиц представляют собой фрактальные кластеры.
展开▼
