[发明专利]一种自支撑电极基底材料及基于其的双室酶生物燃料电池

权利要求书

1.一种自支撑电极基底材料，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

1)将预处理后的碳纸用强酸处理；

2)以强酸处理后的碳纸为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为对电极，将三电极体系置于碳酸钾水溶液中，进行第一步电化学剥离；

3)以第一步电化学剥离后的碳纸为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为对电极，将三电极体系置于硝酸钾的磷酸盐缓冲液中，进行第二步电化学剥离；

4)以第二步电化学剥离后的碳纸为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为对电极，将三电极体系置于含金溶液中，进行电沉积，在碳纸表面沉积一层金纳米粒子，所得材料经去离子水洗涤，干燥，得三维结构的自支撑电极基底材料。

2.根据权利要求1所述的一种自支撑电极基底材料，其特征在于，步骤1)中，所述碳纸为亲水性碳纸。

3.根据权利要求1所述的一种自支撑电极基底材料，其特征在于，步骤1)具体为：按体积比，浓硝酸:浓硫酸＝3:1，将浓硝酸和浓硫酸混合均匀，得强酸混合溶液，将强酸混合溶液滴涂在预处理后的碳纸上，室温静置5分钟后，用去离子水冲洗至中性。

4.根据权利要求1所述的一种自支撑电极基底材料，其特征在于，步骤2)中，所述碳酸钾水溶液的浓度为0.5mol/L；第一步电化学剥离过程中，扫描电位为0.5-1.8V，扫描圈数为6，扫描速率为20mV s^-1。

5.根据权利要求1所述的一种自支撑电极基底材料，其特征在于，步骤3)中，所述硝酸钾的磷酸盐缓冲液中，所述磷酸盐缓冲液的pH＝7，硝酸钾的浓度为1mol/L；第二步电化学剥离过程中，扫描电位为-0.9-1.9V，扫描圈数为6，扫描速率为20mV s^-1。

6.根据权利要求1所述的一种自支撑电极基底材料，其特征在于，步骤4)中，所述含金溶液为氯金酸和硫酸的混合溶液，电沉积电压为-4V，电沉积300s。

7.一种基于自支撑电极基底材料的双室酶生物燃料电池，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

1)生物阳极的制备：将权利要求1-6任意一项所述的自支撑电极基底材料浸泡在葡萄糖氧化酶溶液中，于4℃中浸泡过夜，得生物阳极；

2)生物阴极的制备：于权利要求1-6任意一项所述的自支撑电极基底材料表面滴涂漆酶分散液，室温干燥，得生物阴极；

3)双室酶生物燃料电池的制备：以生物阳极为阳极，以生物阴极为阴极，由Nafion 211膜隔开两个极室，阳极室内装入葡萄糖的pH＝5的PBS缓冲液，阴极室内装入氧气饱和的pH＝5的HAc-NaAc缓冲液，组成双室酶生物燃料电池。

8.根据权利要求7所述的一种基于自支撑电极基底材料的双室酶生物燃料电池，其特征在于，步骤1)中，所述葡萄糖氧化酶溶液的浓度为5mg/mL。

9.根据权利要求7所述的一种基于自支撑电极基底材料的双室酶生物燃料电池，其特征在于，步骤2)中，所述漆酶分散液的浓度为5mg/mL。

10.根据权利要求7所述的一种基于自支撑电极基底材料的双室酶生物燃料电池，其特征在于，步骤3)中，所述葡萄糖的pH＝5的PBS缓冲液的浓度为60-100mM。