[发明专利]生物纳米杂合体系改性电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.生物纳米杂合体系改性电极的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)构建单室生物电化学系统，依次加入希瓦式菌菌液、pH＝7.0的PIPEs缓冲溶液和有机代谢底物，阳极恒电位培养富集希瓦式菌生物膜，连续监测电流至稳定时结束恒电位培养，弃去反应器内全部溶液，以除氧缓冲溶液替换三次，得到生物膜电极，有机代谢底物选自甲酸钠、乳酸钠或丙酮酸钠；

(2)将生物膜电极转移到PIPEs缓冲溶液中，依次添加氯化铁溶液、硫代硫酸钠溶液以及有机代谢底物，恒温摇床培养，制得生物纳米杂合体系改性电极，有机代谢底物选自甲酸钠、乳酸钠或丙酮酸钠。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)或(2)中，PIPEs缓冲溶液的浓度为30mM。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)或(2)中，甲酸钠的最终浓度为120mM，乳酸钠的最终浓度为20mM，丙酮酸钠的最终浓度为24mM；氯化铁的最终浓度为2.2±0.2mM，硫代硫酸钠浓度为10mM。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，培养温度为30℃，摇床转速为120～180rpm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，阳极恒电位为-300～-200mV；电极的转移过程严格厌氧；培养温度为30℃，摇床转速为60～120rpm。

6.根据权利要求1至5任一所述的制备方法制得的生物纳米杂合体系改性电极。

7.根据权利要求6所述的生物纳米杂合体系改性电极在生物电化学系统中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的生物电化学系统为微生物燃料电池。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的生物纳米杂合体系改性电极应用于微生物燃料电池时，阴极基质采用铁氰化钾保持电势稳定，阳极基质采用乳酸钠作为唯一电子供体。