[發明專利]一種微型生物燃料電池陽極及其制備方法

在審

• 申請號: 201711006548.7
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107799777A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 楊雪薇;李思婷
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M8/16;C02F3/00;C02F3/34
• 代理公司: 常州市夏成專利事務所(普通合伙)32233
• 代理人: 萬花

1.一種微型生物燃料電池陽極，其特征在于：所述微型生物燃料電池陽極包括聚合物薄膜基體和覆設于所述聚合物薄膜基體的固定化酶，所述固定化酶包括有序介孔碳以及固定于所述有序介孔碳的生物酶，所述有序介孔碳是具有孔徑為2～50 nm三維孔道結構的介穩態的碳晶體。

2.根據權利要求1所述的微型生物燃料電池陽極，其特征在于：所述聚合物薄膜基體為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜片。

3.根據權利要求1所述的微型生物燃料電池陽極，其特征在于：所述生物酶為葡萄糖氧化酶。

4.根據權利要求3所述的微型生物燃料電池陽極，其特征在于：所述固定化酶中每克有序介孔碳上固定化的生物酶大于37毫克，最大輸出電流密度達85.12μA/cm²。

5.微型生物燃料電池陽極的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

將生物酶固定化在有序介孔碳；

將固定化了生物酶的有序介孔碳和溶劑混合制成懸浮液；

將所述懸浮液覆設于聚合物薄膜基體上，真空干燥，即制得微型生物燃料電池陽極。

6.根據權利要求5所述的微型生物燃料電池陽極的制備方法，其特征在于，將生物酶固定化在有序介孔碳的方法包括：將生物酶、有序介孔碳、氯化鈉和緩沖溶液振蕩反應，然后離心，將離心得到的固定化酶在-30℃～-10℃下放置40h～60h，真空冷凍干燥60h～80h。

7.根據權利要求6所述的微型生物燃料電池陽極的制備方法，其特征在于：所述生物酶為葡萄糖氧化酶，所述緩沖溶液為pH 6.5的0.1M磷酸緩沖溶液；所述生物酶、有序介孔碳、氯化鈉的濃度分別為4～6 mg/ml、20～40 mg/ml、0.5～1.5 mol /l；所述振蕩反應在恒溫搖床進行，反應溫度為20℃～30℃，搖床轉速100rpm～200 rpm，反應時間為10小時～15小時。

8.根據權利要求5所述的微型生物燃料電池陽極的制備方法，其特征在于：制備所述懸浮液的溶劑為PEDOT:PSS，固定化了生物酶的有序介孔碳與溶劑的比例為100 mg:1.2～1.8 ml。

9.根據權利要求5所述的微型生物燃料電池陽極的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括在將所述懸浮液設置于聚合物薄膜基體上之前，對聚合物薄膜基體做以下預處理：用乙醇/丙酮混合液，5% NaOH 溶液和蒸餾水分別超聲清洗，然后在50～70 ℃真空干燥。

10.根據權利要求5所述的微型生物燃料電池陽極的制備方法，其特征在于：所述真空干燥包括在25℃～35℃真空干燥35分鐘～25分鐘。