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导电聚合物聚苯胺(polyaniline,简称PANI)具备优良的电容性质,但在掺杂和脱掺杂的过程中结构发生破裂,具有较差的循环稳定性。另一方面,苯酚作为一种高毒物质,广泛存在于各类工业废水中。电化学氧化技术降解苯酚的过程中会产生具有可逆氧化还原活性的对苯醌(benzoquinone,简称BQ)/氢醌(hydroquinone,简称HQ)混合离子,但副反应在电极上形成绝缘层使电极钝化,抑制电化学氧化的持续进行。本文制备PANI修饰的石墨刷(graphite brush,简称GB)电极材料用于催化苯酚选择性氧化以增强电极的电容性和循环稳定性,探索电化学技术改善PANI性能与实现废水中苯酚资源化利用的可能性。PANI可以实现催化苯酚选择性电化学氧化转化为BQ/HQ,同时提高电极的电容与循环稳定性。本文第一部分制备了PANI电极并将其用于苯酚的选择性电化学氧化,从而形成P/n-PANI-GB电极(n代表氧化循环周期)。结果表明,随着PANI电极催化电化学氧化苯酚周期的延长,代表BQ/HQ氧化还原行为的峰电流显著增加,BQ/HQ的选择性在40周期达到最大为71.20%。P/40-PANI-GB电极电容为553 F g-1,充电-放电循环2000次后电容保留率为88%,均高于PANI-GB电极(分别为424 F g-1和51%)。本文第二部分阐明电容性和循环稳定性增强的原因,探究苯酚氧化产物与导电聚合物的相互作用方式。结果显示,苯酚氧化产物修饰PANI后电极的电活化面积增大;BQ/HQ作为电极中引入的第二个氧化还原系统,可通过π-π堆积,氢键和化学掺杂与PANI构成强相互作用,改善电极的电容和稳定性。同时,将该电极作为阳极构建微生物燃料电池(microbial fuel cell,简称MFC)并研究其性能。P/40-PANI-GB电极中的赝电容物质(BQ/HQ)能显着增加产电菌的附着并增强胞外电子传递,与PANI-GB阳极相比,配备P/40-PANI-GB阳极的MFC具有更高的功率输出。本研究证明PANI可用于苯酚的选择性电化学催化氧化,一方面减缓钝化效应并产生具有氧化还原活性的BQ/HQ,另一方面BQ/HQ与PANI通过π-π堆积、氢键和化学掺杂等相互作用增强电极的性能,该电极作为MFC阳极能强化电池产电。研究结果可为电化学氧化技术实现苯酚废水资源化利用和改善导电聚合物稳定性提供基础数据。