Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1. Лакказы и лакказа-медиаторные системы 10
1.1.1. Распространение и функции лакказ 11
1.1.2. Структура, субстратная специфичность и каталитические свойства лакказ 12
1.1.3. Лакказа-медиаторные системы 16
1.1.4. Лакказа-медиаторные системы в органическом синтезе 22
1.2. Электропроводящие полимеры и способы их получения 26
1.2.1. Электропроводящие полимеры 26
1.2.2. Полианилин – важнейший представитель класса ЭПП 28
1.2.3. Поли(3,4-этилендиокситиофен) 31
1.2.4. Полипиррол 33
1.2.5. Ферментативный синтез электропроводящих полимеров и их физико-химические свойства
1.2.5.1. Безматричный ферментативный синтез электропроводящих полимеров 36
1.2.5.2. Матричный ферментативный синтез ЭПП 38
1.2.5.3. Ферментативный синтез хирального полианилина 41
1.2.5.4. Фермент-медиаторный подход для синтеза ЭПП 43
1.3. Суперконденсаторы: принципы функционирования и использование 44
1.3.1. Электроактивные материалы для изготовления электродов суперконденсатора 44
1.3.2. Композиты на основе электропроводящих полимеров и углеродных материалов 47
1.3.3. Суперконденсаторы на основе композитов из ЭПП и углеродных материалов 50
ГЛАВА 2. Материалы и методы 54
2.1. Материалы 54
2.1.1. Ферментные препараты 54
2.1.2. Реактивы 54
2.2. Методы 55
2.2.1. Получение и характеризация очищенных ферментов 55
2.2.1.1. Выделение и очистка фермента 55
2.2.1.2. Определение концентрации белка 55
2.2.1.3. Контроль каталитической активности фермента 55
2.2.1.4. Исследование операционной стабильности лакказы 56
2.2.2. Синтез электропроводящего полианилина 56
2.2.2.1. Ферментативный синтез полианилина 56
2.2.2.2. Химический синтез полианилина
2.2.3. Ферментативная полимеризация димера анилина 58
2.2.4. Лакказа-медиаторный синтез полианилина 58
2.2.5. Лакказа-медиаторный синтез поли(3,4-этилендиокситиофена) 58
2.2.6. Лакказа-медиаторный синтез полипиррола 59
2.2.7. Лакказа-медиаторный синтез композита ПАНИ/МУНТ 59
2.2.8. Характеризация ЭПП и композитов ПАНИ/МУНТ
2.2.8.1. Спектральные исследования 60
2.2.8.2. Электрохимические исследования 61
2.2.8.3. Изучение морфологии синтезированных наноматериалов 63
2.2.8.4. Измерение электропроводности 63
2.2.9. Изготовление и испытания макета гибкого ультратонкого суперконденсатора 63
2.2.9.1. Создание макета гибкого ультратонкого суперконденсатора 63
2.2.9.2. Электрохимические испытания макета гибкого ультратонкого суперконденсатора 64
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 66
3.1. Сравнение ферментативной и химической полимеризации анилина 66
3.1.1. Изучение особенностей лакказа-катализируемой и химической матричной
полимеризации анилина 66
3.2. Лакказа-катализируемая окислительная полимеризация димера анилина 73
3.2.1. Ферментативное окисление димера анилина в водном мицеллярном растворе ДБСNa 73
3.2.2. Изучение операционной стабильности лакказы 77
3.2.3. Влияние рН на ферментативное окисление ФФДА 78
3.2.4. FTIR-спектроскопия и ПЭМ исследования продуктов лакказа-катализируемого окисления димера анилина 80
3.2.5. Определение молекулярной массы олигомеров анилина, полученных ферментативным окислением ФФДА на матрице ДБСNa 81
3.3. Использование лакказа-медиаторных систем (лмс) для синтеза электропроводящих полимеров 84
3.3.1. Лакказа-медиаторный синтез электропроводящего ПАНИ 84
3.3.2 Лакказа-медиаторный синтез олигоЭДОТ 93
3.3.3. Лакказа-медиаторный синтез ПП 96
3.4. Создание макета гибкого тонкого суперконденсатора на основе композита пани/мунт 98
3.4.1. Ферментативный синтез композита ПАНИ/МУНТ с использованием ЛМС 98
3.4.2. Физико-химические характеристики композитов ПАНИ/МУНТ 99
3.4.3. Ферментативный синтез композита ПАНИ/МУНТ с использованием димера анилина и фитиновой кислоты 109
3.4.4. Изготовление и электрохимические характеристики макета гибкого тонкого суперконденсатора на основе ферментативно синтезированного композита ПАНИ/МУНТ 115
Заключение 121
Список литературы
