漆酶催化電化學(xué)聚合改性電極的方法研究.pdf

1、生物電化學(xué)系統(tǒng)（bioelectrochemical system，簡(jiǎn)稱(chēng)BES）因其綠色可再生的優(yōu)點(diǎn)引起了國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，是一種新興的利用微生物將廢水中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)。然而其產(chǎn)電功率低，這很大程度上制約了BES在實(shí)際污水處理中的應(yīng)用。產(chǎn)電功率密度低很可能是由于陽(yáng)極電子傳遞速率緩慢的影響。對(duì)陽(yáng)極進(jìn)行改性是增大陽(yáng)極電子傳遞速率的重要途徑。導(dǎo)電聚合物改性陽(yáng)極電極可以增大電極的電化學(xué)性能，生物相容性，表面粗糙度等，使生物電化學(xué)

2、系統(tǒng)的產(chǎn)電能力顯著增加。因此，陽(yáng)極電極改性一直是生物電化學(xué)系統(tǒng)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。
　　本文在電聚合苯胺對(duì)石墨氈電極改性的基礎(chǔ)上，探索了漆酶作為催化劑在聚合過(guò)程中的重要作用。紅外和拉曼的結(jié)果表明，在漆酶存在的條件下，聚苯胺在pH值等于3.6的條件下被成功負(fù)載到了石墨氈電極表面(Lac.-PANi/GF)，利用循環(huán)伏安（Cyclic voltammetry,CV）證明改性后電極的電化學(xué)性能得到了極大的提高，掃描電鏡（Scanning

3、electron microscopy,SEM）觀察改性后電極表面形態(tài)的變化發(fā)現(xiàn)聚合物明顯增厚。在BES中應(yīng)用時(shí)，Lac./PANi/GF的最大功率密度達(dá)314.55 mW m-2,遠(yuǎn)大于僅電聚合苯胺改性電極(PANi/GF)的最大功率密度186.41 mW m-2,以上結(jié)果說(shuō)明漆酶可以在電化學(xué)聚合苯胺的過(guò)程中起到了催化作用。
　　聚苯胺/氧化石墨烯（PANi/GO）復(fù)合物改性BES陽(yáng)極電極可以極大地增大電極的比表面積和電化學(xué)特性

4、，電組裝聚苯胺/氧化石墨烯(PANi/GO)復(fù)合物已見(jiàn)報(bào)道，研究漆酶對(duì)電化學(xué)的催化作用對(duì)PANi/GO復(fù)合物改性電極的影響十分必要。本文研究漆酶催化電化學(xué)組裝PANi/GO復(fù)合物改性電極的性能優(yōu)化及其在BES中的應(yīng)用。在電極表面負(fù)載的物質(zhì)由掃描電鏡，傅里葉紅外光譜、拉曼光譜確定其負(fù)載程度和成分，CV曲線證明用該方法制備的電極Lac.-PANi/GO/GF電化學(xué)性能顯著提高，極化曲線和輸出功率曲線證明Lac.-PANi/GO/GF具有更優(yōu)