[發(fā)明專利]酶生物燃料電池電極及在制備雙室酶生物燃料電池中的應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210560699.8 | 申請(qǐng)日： | 2012-12-20 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN103066305A | 公開（公告）日： | 2013-04-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 樸金花;呂穩(wěn);張秀花;姜建國(guó) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01M4/88 | 分類號(hào)： | H01M4/88;H01M4/86;H01M8/16 |
| 代理公司： | 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 蘇運(yùn)貞;裘暉 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 生物 燃料電池 電極 制備 雙室酶 中的 應(yīng)用 | ||
1.一種酶生物燃料電池電極的制備方法，其特征在于：是以碳紙為電極基板，以海藻酸鈉/碳納米管/殼聚糖復(fù)合體系固定酶得到酶生物燃料電池電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶生物燃料電池電極的制備方法，其特征在于：所述的碳納米管為短單壁碳納米管或者短多壁碳納米管，直徑為20～30nm，長(zhǎng)度為0.5～2μm；
所述的殼聚糖為分子量在1～5萬(wàn)道爾頓的殼聚糖；
所述的海藻酸鈉的粘度為1.05～1.15Pa.s；
所述的酶為葡萄糖氧化酶或辣根過(guò)氧化物酶；
所述的酶生物燃料電池電極為陽(yáng)極和/或陰極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酶生物燃料電池電極的制備方法，其特征在于包括以下具體步驟：
（1）將碳納米管放入丙酮溶液中浸泡，過(guò)濾，并用蒸餾水清洗；將清洗過(guò)的碳納米管置于按體積比3:1配比得到的H2SO4/HNO3混酸溶液中超聲，過(guò)濾，用蒸餾水清洗干凈，真空干燥；得到處理過(guò)的碳納米管；
（2）將步驟（1）處理過(guò)的碳納米管與質(zhì)量百分比0.5～1.5%的海藻酸鈉水溶液混合，其中，碳納米管和海藻酸鈉按質(zhì)量比1:1配比；超聲，形成分散均勻的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液；
（3）將碳紙放入丙酮溶液中浸泡，取出用蒸餾水清洗，然后真空干燥；
（4）將濃度為8～12mg/ml的酶水溶液和步驟（2）得到的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液按體積比1:1混合，將得到的混合液均勻地涂布在步驟（3）處理過(guò)的碳紙表面，干燥，其中每平方厘米碳紙上涂布1ml混合液；
（5）將殼聚糖溶于濃度為0.2mol/L的乙酸溶液中，得到殼聚糖乙酸溶液，其中殼聚糖的終濃度為質(zhì)量百分比0.5%；
（6）將步驟（4）干燥得到的碳紙浸入步驟（5）制備的殼聚糖乙酸溶液，固化，得到負(fù)載有酶的碳紙，即酶生物燃料電池電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酶生物燃料電池電極的制備方法，其特征在于：
步驟（1）所述的浸泡的時(shí)間為30分鐘；
步驟（1）中所述的超聲的條件為100Hz超聲6h；
步驟（2）中所述的超聲的條件為50℃、100Hz超聲6h；
步驟（3）中所述的浸泡的時(shí)間為6h；
步驟（3）中所述的真空干燥的條件為100℃真空干燥12h；
步驟（4）中所述的干燥的條件為4℃干燥；
步驟（4）中所述的酶為葡萄糖氧化酶或辣根過(guò)氧化物酶；
當(dāng)所述的酶生物燃料電池電極為陽(yáng)極時(shí)，所述的酶為葡萄糖氧化酶；
當(dāng)所述的酶生物燃料電池電極為陰極時(shí)，所述的酶為辣根過(guò)氧化物酶；
步驟（6）中所述的固化的時(shí)間為8h。
5.一種酶生物燃料電池電極，通過(guò)權(quán)利要求3所述的制備方法制備得到。
6.權(quán)利要求5所述的酶生物燃料電池電極在制備酶生物燃料電池或生物傳感器中的應(yīng)用。
7.一種雙室酶生物燃料電池，其特征在于：以權(quán)利要求5所述的酶生物燃料電池電極為陽(yáng)極和陰極。
8.權(quán)利要求7所述的雙室酶生物燃料電池的制備方法，其特征在于包含以下步驟：
（1）按照上述酶生物燃料電池電極的制備方法制備酶生物電極，其中用葡萄糖氧化酶制備得到的酶生物燃料電池電極為陽(yáng)極，用辣根過(guò)氧化物酶制備得到的酶生物燃料電池電極為陰極；
（2）陽(yáng)極室的溶液為pH7.0、0.2mol/L的PBS緩沖溶液，其中含0.2mM二茂鐵和150mM葡萄糖；
（3）陰極室的溶液為pH7.0、0.2mol/L的PBS緩沖溶液，其中含100mM過(guò)氧化物；
（4）將質(zhì)子半透膜在雙氧水中預(yù)處理后，將陽(yáng)極室和陰極室隔開，得到雙室酶生物燃料電池。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述雙室酶生物燃料電池的制備方法，其特征在于：
步驟（3）中所述的過(guò)氧化物為過(guò)氧化氫或過(guò)氧化叔丁醇；
步驟（4）中所述的預(yù)處理的具體步驟為將質(zhì)子半透膜置于質(zhì)量百分比30%的雙氧水中沸騰10min，取出在蒸餾水中煮沸15min，然后在1:1硫酸中在80℃煮30min，取出在蒸餾水中煮沸15min，然后放入蒸餾水中保存。
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