[发明专利]一种三维多孔电极、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种三维多孔电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)采用三维造型软件设计多孔的三维基底结构，并将设计的数据导入3D打印机，进行光固化3D打印，获得多孔的三维基底材料；

(2)对多孔的三维基底材料进行无电沉积，得到三维多孔电极，所述三维多孔电极上周期分布有边长50-500μm的方形孔；

进行所述光固化3D打印使用的原料为光敏树脂；

所述无电沉积的过程为：将多孔的三维基底材料浸入乙酸铅的丙酮溶液中进行表面催化，然后清洗，然后放入无电沉积液中进行金属无电沉积，得到三维多孔电极，所述三维多孔电极为三维多孔金属电极；

所述无电沉积液为金属盐、氢氧化钠、甲醛、酒石酸钠钾和亚铁氰化钾的混合物，所述金属盐包括铜盐、镍盐或锡盐中的任意一种或至少两种的组合，无电沉积得到的金属镀层为1-2μm。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述将设计的数据导入3D打印机的方式为：将设计的数据以标准模版库STL的格式导入3D打印机。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(1)之后步骤(2)之前进行超声、冲洗和吹干的步骤。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述超声的步骤为：将多孔的三维基底材料放入乙醇中进行超声，超声的时间为10min。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冲洗的步骤中使用去离子水进行冲洗。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙酸铅的丙酮溶液的浓度为1-4g/L。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔的三维基底材料浸入乙酸铅的丙酮溶液的时间为10-120min。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面催化后进行的清洗步骤中，使用去离子水进行清洗。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无电沉积液中，成分主要为14g/LCuSO₄·5H₂O，20g/L乙二胺四乙酸二钠EDTA·2Na，11g/L NaOH，20mg/L 2,2'-联吡啶，10mg/L亚铁氰化钾，16g/L酒石酸钾钠和16.5ml/L甲醛水溶液。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属无电沉积的时间为5-40min。

11.如权利要求1-10任一项所述方法制备得到的三维多孔电极，其特征在于，所述三维多孔电极上周期分布有边长50-500μm的方形孔。

12.如权利要求11所述的三维多孔电极，其特征在于，所述三维多孔电极为三维多孔金属电极。

13.如权利要求12所述的三维多孔电极，其特征在于，所述三维多孔金属电极中的金属元素包括铜、镍或锡中的任意一种或至少两种的组合。

14.如权利要求11所述的三维多孔电极，其特征在于，所述三维多孔电极的形状包括圆柱体、球体、长方体中的任意一种。

15.如权利要求14所述的三维多孔电极，其特征在于，所述三维多孔电极的形状为圆柱体，所述圆柱体的底面直径为1-10cm，所述圆柱体的高为0.3-10cm。

16.如权利要求11所述的三维多孔电极，其特征在于，所述方形孔呈立方晶格结构分布。

17.一种微生物燃料电池，其特征在于，所述微生物燃料电池以权利要求11所述的三维多孔电极作为阳极。