电镀和电子工业废水中含有高价值的铜离子（Cu²⁺），其回收兼具环保和经济意义。电容去离子（CDI）技术可用于去除和回收重金属。传统的碳基CDI电极对Cu²⁺的吸附选择性和容量均有限。导电聚合物（如聚吡咯PPy）因其发生氧化还原反应（法拉第赝电容）时，需要掺杂或脱掺杂阴/阳离子来维持电中性，因此具备高效、可逆的电控离子交换能力。壳聚糖（CS）富含对Cu²⁺有极强螯合能力的氨基（-NH₂）和羟基（-OH）。将CS与PPy复合成互穿网络导电水凝胶，可以构建一种对Cu²⁺具有“电控捕获-螯合固定”双功能协同的新型赝电容电极材料。在施加阴极还原电位时，PPy主链被还原，为维持电中性，它会主动从溶液中摄取Cu²⁺阳离子（作为掺杂离子）。同时，水凝胶中高密度的CS分子链，会通过其-NH₂和-OH基团，将进入水凝胶的Cu²⁺高效地螯合固定住，从而极大地提高了电极对Cu²⁺的吸附容量和选择性。

  本研究通过简单的电化学共聚合和交联法，制备了PPy/CS互穿网络导电水凝胶电极。在CDI实验中，向该电极施加-0.4V的还原电位，对Cu²⁺的吸附容量高达180mg/g，远高于纯PPy或纯CS电极。在含有高浓度Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等竞争阳离子的模拟废水中，PPy/CS电极对Cu²⁺的选择性吸附系数远高于普通活性炭电极。其高选择性源于CS对Cu²⁺的特异性螯合作用，而这是其他干扰离子所不具备的。XPS分析证实了Cu²⁺与CS的-NH₂和-OH基团形成了配位键。

  吸附铜离子饱和后的电极，将其电位反转至+0.4V，PPy主链被氧化，失去对阳离子的吸引力，同时CS与Cu²⁺的螯合键在电场和离子强度的扰动下断裂，被吸附的Cu²⁺被高效地脱附到极少量的浓缩液中，实现了电极的再生和铜的浓缩回收。经过10个吸附-脱附循环，电极的吸附容量保持稳定。该研究通过有机-高分子复合材料的分子设计，将电化学离子泵送与特异性螯合相结合，为从复杂工业废水中高选择性、高容量地回收有价金属离子，提供了先进的电化学分离材料和工艺。

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