[發明專利]一種高抗干擾性酶型生物燃料電池陰極及其制備方法

有效

• 申請號: 200910086724.1
• 申請日: 2009-06-24
• 公開（公告）號: CN101931082A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 毛蘭群;蘇磊;林雨青;周豪杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01M4/96
• 分類號: H01M4/96;H01M4/90;H01M8/16;H01M4/88
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;任鳳華

1.一種生物燃料電池陰極，包括基底電極、涂敷于所述基底電極上的碳納米材料層、和涂敷于所述碳納米材料層上的酶層以及覆蓋于所述酶層上的疏水離子液體層；其中，所述酶層包括下述a)或b)的物質：a)漆酶，b)經交聯劑交聯的漆酶。

2.根據權利要求1所述的生物燃料電池陰極，其特征在于：所述碳納米材料為碳納米管、碳納米纖維和碳納米球中的一種；所述疏水離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、2-乙基咪唑六氟磷酸、2-丙基咪唑六氟磷酸、2-乙基-4-甲基咪唑六氟磷酸和2-苯基咪唑六氟磷酸中的一種，優選為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸。

3.根據權利要求2所述的生物燃料電池陰極，其特征在于：所述碳納米纖維和碳納米管的直徑為1～100nm，優選為1～50nm，平均長度為0.5～50μm，優選為0.5～20μm；所述碳納米球的直徑為50～500nm。

4.根據權利要求1-3中任一所述的生物燃料電池陰極，其特征在于：所述碳納米材料層中，每平方厘米基底電極上碳納米材料的含量為20-100μg；所述酶層中，相對每平方厘米基底電極上所述漆酶的含量為2-150U；所述疏水離子液體層的厚度為0.3～2cm。

5.根據權利要求1-4中任一所述的生物燃料電池陰極，其特征在于：所述交聯劑為戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐或雙偶氮苯，優選為戊二醛。

6.制備權利要求1-5中任一所述生物燃料電池陰極的方法，包括以下步驟：

1)將權利要求1-5中所述生物燃料電池陰極中所述的碳納米材料分散于有機溶劑中進行超聲處理，得到碳納米材料懸濁液，將所述懸濁液涂敷于基底電極上，干燥，形成碳納米材料層；

2)將含有下述a)或b)物質的溶液涂敷于碳納米材料層上，干燥后在碳納米材料層上形成酶層；所述a)為權利要求1-5中所述的生物燃料電池陰極中所述漆酶，所述b)為權利要求1-5中所述的生物燃料電池陰極中所述漆酶和交聯劑；

3)將疏水離子液體覆蓋于酶層上，得到所述酶電極。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述碳納米材料為碳納米纖維和碳納米管，所述步驟1)中的碳納米材料經過純化。

8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述步驟1)的有機溶劑為二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇或N-甲基-2-吡咯烷酮，優選為二甲基甲酰胺；所述懸濁液中碳納米材料的濃度為每毫升1-5mg。

9.根據權利要求6-8中任一所述的方法，其特征在于：所述步驟2)的漆酶是經有機溶劑活化的漆酶；所述有機溶劑為二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇或N-甲基-2-吡咯烷酮。

10.根據權利要求6-9中任一所述的方法，其特征在于：所述疏水離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、2-乙基咪唑六氟磷酸、2-丙基咪唑六氟磷酸、2-乙基-4-甲基咪唑六氟磷酸和2-苯基咪唑六氟磷酸中的一種，優選為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸。