[發明專利]一種微生物燃料電池、陽極、陽極催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410373974.4
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104143644A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 程發良;郭文顯;張敏;陳妹瓊;陳莉;柳鵬
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;東莞理工學院城市學院
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M8/16;H01M4/86;H01M4/88;B01J27/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;李志強

1.一種微生物燃料電池的陽極催化劑，其特征在于：所述催化劑為石墨烯/α-MoC復合材料。

2.根據權利要求1所述的微生物燃料電池的陽極催化劑，其特征在于：所述催化劑中石墨烯與α-MoC的質量比為1:1。

3.一種微生物燃料電池的陽極，包括導電基底及固化于該導電基底的催化劑層，其特征在于：所述催化劑層由權利要求1或2所述催化劑混合5wt%的nafion溶液涂于導電基底上得到。

4.根據權利要求3所述的微生物燃料電池的陽極，其特征在于：所述導電基底為碳紙。

5.一種微生物燃料電池，其特征在于：所述電池包括如權利要求3或4所述的陽極。

6.一種根據權利要求1或2所述的微生物燃料電池的陽極催化劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

將石墨烯和α-MoC按質量比為1:1的比例放入瑪瑙研缽中混合，然后加入異丙醇調至糊狀，在瑪瑙研缽上將石墨烯和α-MoC的復合材料充分研磨分散，再加入5wt%的nafion溶液混合均勻，然后超聲分散40min，得到所述微生物燃料電池的陽極催化劑。

7.一種微生物燃料電池的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）石墨烯/α-MoC復合材料的制備

根據權利要求6所述的陽極催化劑的制備方法制備得到石墨烯/α-MoC復合材料；

（2）微生物燃料電池陽極的制備

將碳紙依次在濃度為1mol/L的鹽酸、1mol/L的氫氧化鉀和蒸餾水中浸泡1h，然后將石墨烯/α-MoC復合材料均勻涂覆于碳紙上下表面，放在室溫下自然晾20~24h，接上銅線，并用環氧樹脂和固化劑密封接口，得到微生物燃料電池陽極，其中，石墨烯/α-MoC復合材料的負載量為6?mg/cm????????????????????????????????????????????????；

（3）微生物燃料電池陰極的制備

將碳紙依次在濃度為1mol/L的鹽酸、1mol/L的氫氧化鉀和蒸餾水中浸泡1h，然后在碳紙的一面涂覆聚四氟乙烯防水層，另一面涂覆40wt%的?Pt/C催化劑，再將質子交換膜與涂有防水層和催化劑的陰極碳紙在115℃、1.1MPa的條件下熱壓2min，接上銅線，并用環氧樹脂和固化劑密封接口，得到微生物燃料電池陰極。

8.根據權利要求7所述的微生物燃料電池的制備方法，其特征在于：該方法還包括陽極液的制備，所述陽極液的制備方法如下：取10.0g碳酸氫鈉、11.2g磷酸氫二鈉、10.0g無水葡萄糖和5.0g酵母浸膏放入燒杯中，然后加入0.8707g的2-羥基-1，4-萘醌，攪拌均勻后在1000mL定容瓶中定容，得到陽極液。