電化學(xué)制備聚合物修飾酶電極及其在酶燃料電池中的應(yīng)用.pdf

1、生物燃料電池是直接或間接利用酶作為電極催化劑的一種燃料電池。它通過(guò)生物物質(zhì)的催化作用將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。輸出功率偏低和使用壽命短是目前生物燃料電池存在的主要缺點(diǎn)。 本論文以酶燃料電池為主要研究目標(biāo)，從電極材料的選擇和設(shè)計(jì)合成出發(fā)，從提高電極的電子轉(zhuǎn)移能力著手，提高生物燃料電池的電性能。研究以殼聚糖為固定酶電極的基體，與電活性材料聚苯胺或碳納米管復(fù)合修飾酶電極，并用雙酶電極構(gòu)建酶燃料電池。 用電化學(xué)聚合的方法制備聚苯胺/殼

2、聚糖復(fù)合膜。通過(guò)殼聚糖與酶分子之間的靜電作用以及殼聚糖和酶分子交聯(lián)得到的固定酶電極，提高酶的保持能力。通過(guò)電化學(xué)沉積制備的聚苯胺/殼聚糖復(fù)合膜修飾的酶電極比單獨(dú)采用聚苯胺或殼聚糖修飾酶電極具有更好的電化學(xué)響應(yīng)性能。此外還研究了合成條件對(duì)酶電極的影響。 研究了過(guò)渡金屬離子摻雜的聚苯胺在中性溶液下的電化學(xué)性能。認(rèn)為與質(zhì)子酸摻雜相比，在強(qiáng)酸性溶液中電子轉(zhuǎn)移能力較低，但在弱酸性和中性溶液中電子轉(zhuǎn)移能力較高。通過(guò)比較不同pH溶液中過(guò)渡金屬

3、摻雜的聚苯胺電極發(fā)現(xiàn)電極性能基本不受溶液pH值的影響。用過(guò)渡金屬離子摻雜聚苯胺/殼聚糖復(fù)合膜修飾酶電極，與未經(jīng)過(guò)渡金屬離子摻雜的電極相比，不僅相應(yīng)電流提高，而且響應(yīng)時(shí)間縮短。 利用合成的殼聚糖和碳納米管的接枝產(chǎn)物制備酶電極，由于碳納米管的存在使電極的電子轉(zhuǎn)移能力提高。用接枝產(chǎn)物的溶液作為電解液代替殼聚糖和碳納米管的混合溶液制備電沉積殼聚糖/CNTs膜。研究了殼聚糖接枝碳納米管修飾電極對(duì)H2O2的電化學(xué)催化行為以及殼聚糖接枝CNT