[发明专利]一种导电复合物修饰碳基材料微生物燃料电池复合阳极的制备方法

权利要求书

1.一种导电复合物修饰碳基材料微生物燃料电池复合阳极的制备方法，其特征在于按照如下步骤操作：第一步，多壁碳纳米管的纯化：将直径为8~15nm，长度为30~60μm的多壁碳纳米管放置烧杯中，加入体积比为3：1的浓H₂SO₄和HNO₃配成的混酸溶液，30~60℃下，40~80Hz超声6~8h，形成碳纳米管酸液，用去离子水洗涤至中性，真空抽滤，再用无水乙醇洗涤5~8次，再继续反复超声洗涤3~5次，真空抽滤，直至滤液透明无色，将纯化的碳纳米管真空干燥；第二步，将纯化的多壁碳纳米管放入0.1~0.5mol/L的支持电解质水溶液中，其中支持电解质为硫酸盐、硝酸盐或高氯酸盐，多壁碳纳米管含量在5%~20%，超声15~30min，使碳纳米管分散于溶液中；再向其中加入3,4-乙烯二氧噻吩单体，浓度在0.01~0.02mol/L，超声4~6h，制备分散良好的3,4-乙烯二氧噻吩/多壁碳纳米管悬浮溶液；第三步，利用电化学工作站，采用三电极体系，以预处理后的碳基材料阳极作为工作电极，以铂电极作为对电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，将三电极放入制备的悬浮溶液中，采用循环伏安法，设置聚合电位为-0.8~1.3V，扫描频率为50mV/s，聚合圈数为8、16、24或32圈，将3,4-乙烯二氧噻吩/多壁碳纳米管导电复合物电沉积聚合在阳极表面，形成一层导电薄膜，修饰后将电极放入真空干燥箱中，干燥后用去离子水洗去电极表面的杂质，室温晾干。

2.根据权利要求1所述的一种导电复合物修饰碳基材料微生物燃料电池复合阳极的制备方法，其特征在于所述碳基材料阳极为石墨棒、碳棒、碳布或碳纤维。

3.根据权利要求1所述的一种导电复合物修饰碳基材料微生物燃料电池复合阳极的制备方法，其特征在于对所制备的复合电极进行电化学测试，并将其置于流化床微生物燃料电池的阳极室，测试其产电性能：微生物燃料电池阳极室为圆柱形有机玻璃厌氧流化床反应器，阳极室内填充椰壳活性炭，将制备的复合阳极放入阳极室内，阴极为载铂催化剂的碳布，以空气中的氧气为电子受体，储液罐中的污水在蠕动泵的作用下经过分布板进入流化床阳极室，停留一段时间后由流化床上部的溢流管流回储液罐，在阳极室中，微生物菌种吸附在阳极及活性炭等载体上，通过分解循环污水中的有机物质产生质子和电子，产生的质子直接传递到达阴极，与氧气结合生成水，产生的电子传递到阳极经过外电路到达阴极，产生电流，负载采用可调电阻箱，输出电压通过数据采集器记录到计算机中，开路电压由数字台式万用表记录。

4.根据权利要求1所述的一种导电复合物修饰碳基材料微生物燃料电池复合阳极的制备方法，其特征在于制备的复合阳极在微生物燃料电池中应用时，用于厌氧流化床空气阴极微生物燃料电池中或用于其他普通微生物燃料电池。