[發明專利]一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO2材料的合成方法及其應用

在審

• 申請號: 201810489166.2
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108808015A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 劉琪凱;次素琴;吳江;薛小童;付倩;盧戀月;張國楨
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/16;C02F3/34;C02F101/22
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 張榮

1.一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法，包括以下步驟：

（1）石墨烯/TiO₂的合成：將石墨烯分散在無水乙醇中超聲60分鐘，然后將鈦酸四丁酯加入到上述分散液中超聲30分鐘，隨后將該溶液轉移到聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中，在180℃中反應3h；反應結束后，將產物用去離子水和乙醇清洗直至水無色，在50℃真空干燥箱中干燥得到石墨烯-TiO₂；

（2）聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂的合成：分析純的苯胺在180℃蒸餾純化后，將苯胺溶解在鹽酸溶液中，另將十二烷基苯磺酸鈉，石墨烯/TiO₂，過硫酸銨溶于鹽酸溶液中，然后將苯胺酸性溶液滴加入過硫酸銨溶液中，在室溫下反應12h；反應完成后過濾反應液，將截留物分別用乙醇和去離子水清洗，在50℃干燥箱內干燥得聚苯胺/石墨烯/TiO₂粉末；將其加于硼氫化鈉乙醇溶液，室溫下反應12h，反應完成后過濾反應液，將截留物分別用乙醇和去離子水清洗，最后在50℃干燥箱內干燥得聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂。

2.一種根據權利要求1所述的聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法制作出的聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂在微生物燃料電池陰極方面的應用，其特征在于包括以下步驟：

（1）所述合成的聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂與粘結劑混合涂布到2*1cm碳布上，并組裝到微生物燃料電池陰極室；

（2）微生物燃料電池采用雙室結構，兩室之間采用質子交換膜隔開，將配置的酸性重鉻酸鉀和陽極微生物生長液分別裝入對應的陰、陽極室中進行培養。

3.根據權利要求1所述的一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法，其特征在于：其（1）步驟中所述的石墨烯的無水乙醇分散液濃度為0.2g/mL。

4.根據權利要求1所述的一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法，其特征在于：其（1）步驟中所述的鈦酸四丁脂為3mL。

5.根據權利要求1所述的一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法，其特征在于：其（2）步驟中所述的苯胺的鹽酸濃度為0.3g/mL。

6.根據權利要求1所述的一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法，其特征在于：其（2）步驟中所述的鹽酸濃度為1mol/L。

7.根據權利要求1所述的一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法，其特征在于：其（2）步驟中所述的二氧化鈦-石墨烯，十二烷基苯磺酸鈉，過硫酸銨的質量比為1：6：30。

8.根據權利要求2所述的一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法制作出的聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料在微生物燃料電池陰極方面的應用，其特征在于：所述的酸性重鉻酸鉀pH為2。

9.根據權利要求2所述的一種聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料的合成方法制作出的聚苯胺/還原石墨烯/TiO₂材料在微生物燃料電池陰極方面的應用，其特征在于：所述的酸性重鉻酸鉀濃度為1g/L。