漆酶催化電化學聚合改性電極的方法研究.pdf

1、生物電化學系統(tǒng)（bioelectrochemical system，簡稱BES）因其綠色可再生的優(yōu)點引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關注，是一種新興的利用微生物將廢水中的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g。然而其產(chǎn)電功率低，這很大程度上制約了BES在實際污水處理中的應用。產(chǎn)電功率密度低很可能是由于陽極電子傳遞速率緩慢的影響。對陽極進行改性是增大陽極電子傳遞速率的重要途徑。導電聚合物改性陽極電極可以增大電極的電化學性能，生物相容性，表面粗糙度等，使生物電化學

2、系統(tǒng)的產(chǎn)電能力顯著增加。因此，陽極電極改性一直是生物電化學系統(tǒng)研究的難點和熱點。
　　本文在電聚合苯胺對石墨氈電極改性的基礎上，探索了漆酶作為催化劑在聚合過程中的重要作用。紅外和拉曼的結果表明，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中應用時，Lac./PANi/GF的最大功率密度達314.55 mW m-2,遠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,以上結果說明漆酶可以在電化學聚合苯胺的過程中起到了催化作用。
　　聚苯胺/氧化石墨烯（PANi/GO）復合物改性BES陽極電極可以極大地增大電極的比表面積和電化學特性

4、，電組裝聚苯胺/氧化石墨烯(PANi/GO)復合物已見報道，研究漆酶對電化學的催化作用對PANi/GO復合物改性電極的影響十分必要。本文研究漆酶催化電化學組裝PANi/GO復合物改性電極的性能優(yōu)化及其在BES中的應用。在電極表面負載的物質(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)