[发明专利]一种金属/共价有机骨架化合物联合钛碳化铝的氧还原催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种金属/共价有机骨架化合物联合钛碳化铝的氧还原催化剂的制备方法，包括以下步骤：首先纳米片基底钛碳化铝Tisubgt;3/subgt;AlCsubgt;2/subgt;被制备，然后立体材料金属有机骨架化合物(ZIF‑8)与共价有机骨架化合物(COF‑300)通过母液混合的方法结合，最后，COF‑300/ZIF‑8被成功的生长在纳米片基底钛碳化铝Tisubgt;3/subgt;AlCsubgt;2/subgt;上，COF‑300/ZIF‑8@Tisubgt;3/subgt;AlCsubgt;2/subgt;成功被得到。同时公开了其作为微生物燃料电池阴极催化剂的应用。本发明所制备的材料复合材料COF‑300/ZIF‑8@Tisubgt;3/subgt;AlCsubgt;2/subgt;具有高活性、持久性和产电稳定性，从而进一步的改善了微生物燃料电池的性能。

技术领域

本发明涉及微生物燃料电池阴极改性技术领域，具体涉及一种金属/共价有机骨架化合物联合钛碳化铝的氧还原催化剂的制备方法。

背景技术

随着我国工农业的迅速发展，人们的生活水平的提高，对水质量的要求越来越高。但因水土流失、水源污染等因素的影响，地表水成分逐渐趋于复杂，有机成分增多，饮用水处理难度增大。以混凝、沉淀、过滤、消毒等为主要步骤的常规饮用水处理工艺，以去除浊度和细菌为主要目的，对近年来水体中逐渐增加的一些微量有机污染物，如除草剂、杀虫剂、消毒副产物等，其去除作用极其有限。此外，由于水土流失严重，水中天然有机物浓度也很高，不但对胶体产生严重保护作用，导致混凝剂药耗增加、水中铝的剩余量增高，而且产生大量的氯化消毒副产物，其中大部分对人体健康有较大的危害。同时，由于水体受到污染，导致水体富营养化，藻类过量繁殖，产生难闻的嗅味和有害的藻毒素。对日常饮用水带来了极大的危害，严重影响着人群健康水平。

随着水污染日益严峻，水治理已经成为十分关键的任务。生物处理法已经成为十分关键的途径，其中微生物燃料电池（MFC）凭借其降解废水同时产电的优异性能进入了人们的视野中。微生物燃料电池（MFC）是一种同时实现污水降解与输出电能的一个装置，其具备清洁、无污染、环保等优势，但其电力输出较低是限制其大规模应用的一大关键。阳极微生物类型、电解质溶液、电极材料等均是制约其功率输出的因素。其中阴极催化剂的性质在其产电输出上起着决定性的作用，因此寻找合适的阴极材料提高微生物燃料电池的阴极电能输出，进而协同促进其阳极污水降解能力是十分重要的。