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功能材料 2004年第5期35卷 641-643页

作者：朱立平胡学清陆云南京大学高分子科学与工程系配位化学国家重点实验室江苏南京210093

　采用氨等离子体表面改性聚吡咯,使其表面具有活性氨基,并成功地将具有生物活性的乳酸脱氢酶共价连接在改性聚吡咯表面。用反射红外光谱研究了氨等离子体处理前后聚吡咯及聚吡咯酶多层薄膜的表面微观结构。紫外光谱和循环伏安测试结果... 详细信息

　采用氨等离子体表面改性聚吡咯,使其表面具有活性氨基,并成功地将具有生物活性的乳酸脱氢酶共价连接在改性聚吡咯表面。用反射红外光谱研究了氨等离子体处理前后聚吡咯及聚吡咯酶多层薄膜的表面微观结构。紫外光谱和循环伏安测试结果证实,表面固定了乳酸脱氢酶的聚吡咯多层薄膜具有生物催化活性和电化学活性,有望作为丙酮酸生物传感器。

关键词：氨等离子体改性聚吡咯乳酸脱氢酶生物催化活性生物传感器

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基于聚吡咯/MXene复合电极的柔性超级电容器的制备与性能研究

基于聚吡咯/MXene复合电极的柔性超级电容器的制备与性能研究

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作者：柏雯昱长春工业大学

学位级别：硕士

从便携式电子仪器到电动汽车等领域的快速发展,极大地促进了对新型电化学储能系统的需求。在众多储能系统中,超级电容器（SCs）由于具有使用寿命长、功率密度高和绿色环保等优点被广泛应用于汽车电源、军用武器、仪器通信等领域。电极... 详细信息

从便携式电子仪器到电动汽车等领域的快速发展,极大地促进了对新型电化学储能系统的需求。在众多储能系统中,超级电容器（SCs）由于具有使用寿命长、功率密度高和绿色环保等优点被广泛应用于汽车电源、军用武器、仪器通信等领域。电极作为决定超级电容器性能的重要组成部分之一,可由具有赝电容行为的金属氧化物、导电聚合物以及双电层电容的碳材料等制备而成。MXene因其具有二维层状结构、较高的导电性、高的电化学活性表面、优异的柔性性能和多样的表面官能团,被用于制备长循环寿命、高功率密度的理想超级电容器的电极候选材料。然而,MXene和其他二维结构材料一样会随着质量的增加,出现自堆叠的问题,从而大大影响循环稳定性能,进而影响电极甚至是超级电容器的性能。因此,如何缓解MXene自堆叠所带来的问题,是目前所面临的主要挑战。为了解决这一问题,本论文对导电聚合物聚吡咯（PPy）改性后与MXene进行复合,并通过对复合材料的结构与性能进行的设计和改进来提高电化学性能。然后,将在超级电容器的电极中使用所制备的复合材料并进行相应测试。首先通过3-氨基-4-甲基苯硼酸对PPy进行改性,生成球形改性PPy（g-PPy）,然后将其引入到MXene中,制备出MXene/g-PPy复合电极材料。g-PPy在聚合的过程中会插入到MXene层中,扩大MXene的层间距。同时,MXene作为骨架可以限制g-PPy在充放电循环中的体积膨胀和收缩,二者之间的协同作用能够改善MXene本身结构堆积所造成的性能下降问题,在经10000次充放电循环后的电容保持率可以达到98.6%。由该电极制成的对称型超级电容器在-40°C的低温条件下经10000次充放电循环后的电容保持率可达74.4%。为强化提升复合电极材料的电化学性能,通过原位聚合在磺化纤维素（SC）表面生长g-PPy,再与MXene进行复合制备MXene/g-PPy@SC复合电极材料。通过利用不同电极材料之间的协同作用来提高电化学性能,该复合电极显示出574.2 F g的质量比电容并且在10000次充放电循环后电容保持率仍达到98.4%。由该电极制成的对称型超级电容器在-40°C的低温条件下经过10000次充放电循环后,电容保持率可高达84.4%。

关键词：超级电容器高循环稳定性能 MXene 改性聚吡咯复合电极

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基于聚吡咯材料的电动/PRB技术修复铬污染土壤的研究

基于聚吡咯材料的电动/PRB技术修复铬污染土壤的研究

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作者：王江媛重庆大学

学位级别：硕士

随着社会工业化进程的推进,土壤重金属污染的现象日渐明显。本研究选取重庆市某化工厂附近的铬污染土壤为研究对象,基于具备良好电化学性能和吸附性能的聚合物——聚吡咯(PPy)及其改性复合材料,采用电动耦合可渗透反应墙技术(EKR/PRB)... 详细信息

随着社会工业化进程的推进,土壤重金属污染的现象日渐明显。本研究选取重庆市某化工厂附近的铬污染土壤为研究对象,基于具备良好电化学性能和吸附性能的聚合物——聚吡咯(PPy)及其改性复合材料,采用电动耦合可渗透反应墙技术(EKR/PRB)对铬污染土壤进行修复研究,并探究将PPy及其改性复合材料应用于EKR/PRB系统中的可行性和最优条件。本文利用原位聚合的方法制备PPy,使用FeO纳米粒子和精氨酸(Arg)对其进行改性处理,得到三种聚吡咯改性复合材料——磁性聚吡咯(FeO@PPy)、精氨酸改性聚吡咯(Arg@PPy)、精氨酸改性磁性聚吡咯(Arg/FeO@PPy)。通过傅立叶红外光谱仪、环境扫描电镜、全自动多站比表面和孔径分析仪对PPy及三种PPy改性复合材料进行官能团、微观形貌和比表面积的表征,并对其进行Cr(Ⅵ)的吸附性能研究。吸附实验结果表明,在p H=2时,PPy、FeO@PPy、Arg@PPy和Arg/FeO@PPy对Cr(Ⅵ)的吸附量最大,分别为60.43 mg/g、67.12 mg/g、159.86mg/g和141.50 mg/g,其吸附过程均遵循Langmuir等温模型和动力学准二级模型。以PPy及其改性复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究结果为基础,选取具有最佳吸附性能的复合材料,作为PRB填料联合EKR技术对铬污染土壤进行修复研究。以PRB填料用量为变量设计电动单因素实验,其结果表明,PRB填料用量对铬污染土壤中Cr(Ⅵ)的去除率有较为显著的影响。当使用4 g的PRB填料时,污染土壤的修复效果最好。以PRB填料(活性炭、PPy、FeO@PPy、Arg@PPy和Arg/FeO@PPy)为变量设置电动对照实验。结果表明,在EKR/PRB体系中,FeO@PPy、Arg@PPy和Arg/FeO@PPy的存在使阳极附近土壤中的Cr(Ⅵ)去除率远高于纯PPy,分别提高了74.60%、26.04%和68.64%,这是由于阴离子污染物与质子化改性聚吡咯复合材料之间存在很强的静电吸引作用。对铬污染土壤的电动修复效果进行增强研究,选取电压梯度(1.0 V/cm、1.5V/cm、2.0 V/cm)、运行时间(5 d、7 d、9 d)、电解液种类(HO、0.1 mol/L的KCl、0.1 mol/L的柠檬酸)进行三因素三水平的正交实验,研究FeO@PPy作PRB填料时EKR/PRB技术的最优实验条件。结果表明,电压梯度为1.5 V/cm,运行时间为9 d,电解液种类为0.1 mol/L的柠檬酸时,可得到最大的Cr(Ⅵ)去除率和浸出效率。

关键词：改性聚吡咯吸附电动耦合可渗透反应墙技术铬污染土壤

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