[发明专利]改性碳化纤维素纸板电极材料及微生物燃料电池

摘要

本发明实施例公开了一种改性碳化纤维素纸板电极材料的制备方法，以纤维素纸板为原料，经机械粉碎与清洗，掺入改性化合物材料(如磷酸锰粉末)后进行超声处理并碳化，产物经粉碎后过筛，最终获得改性碳化纤维素纸板电极材料。本发明实施例还公开了上述制备方法制得的改性碳化纤维素纸板电极材料，及将所述电极材料填入阴极室或阳极室腔体作为电极材料的微生物燃料电池。所述改性纤维素纸板碳化材料原料易得、成本低廉，制备方法简单，填充密度低，适合推广使用；所述电极材料用于制成微生物燃料电池，其作为电极可为微生物提供优良的附着位置，提高了阳极氧化效率和阴极的还原效率，加速电子的传递速率，进而提高电池的产电性能。

主权项

1.一种改性碳化纤维素纸板电极材料制备方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤1：制得纤维素纸板原料，包括：将纤维素纸板机械破碎为纸屑，加水浸泡3～4h后，取出纸屑，抽滤冲洗3～5次，将产物在70～100℃下恒温干燥4～6h，得到所述纤维素纸板原料；步骤2：制得改性溶液，包括：将改性化合物研磨为粉末，所述改性化合物为Mn₃(PO₄)₂·3H₂O、KOH、Mn(NO₃)₂、K₃PO₄·3H₂O、MnO₂中的任意一种，将得到的粉末按固液质量比为0.1～1加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到所述改性溶液；步骤3：制得改性纤维素纸板，包括：将所述纤维素纸板原料置于所述改性溶液中浸泡10～20min，在20℃下进行0.5h超声清洗，将产物抽滤后再在70～100℃下恒温干燥4～6h，干燥后得到所述改性纤维素纸板；步骤4：制得改性碳化纤维素纸板，包括：将所述改性纤维素纸板放入马弗炉中进行碳化，使用氮气作为保护气，其中：先以8～10℃/min速率升温至100℃进行预碳化，预碳化时间为30～40min；再以5℃/min速率升温至1000～1400℃进行保温碳化，保温碳化时间为1～1.5h；自然降温至室温，得到所述改性碳化纤维素纸板；步骤5：制得改性碳化纤维素纸板电极材料，包括：将所述改性碳化纤维素纸板研磨粉碎后，过1万～1800万目标准筛，得到的粉末产物即为所述改性碳化纤维素纸板电极材料。