[發明專利]一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法及電極及應用

在審

• 申請號: 202111149565.2
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113735228A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 張永軍;徐安琳;孫鑫;曹利亞;潘順龍;何益得;胡勇
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 吳亞

1.一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)配制主要由牛肉膏和酵母浸粉組成的培養液，經高溫滅菌、自然冷卻至室溫，在培養液中加入鐵錳混合物溶液，無菌條件下接種鐵錳氧化菌，恒溫培養，待培養液由橙色變為黑色，靜置培養液使其分層，除去上清液，將沉淀物離心、水洗、烘干和焙燒，研磨后收集得到鐵錳氧化物；

2)稱取炭黑和步驟1)中制得的鐵錳氧化物混合均勻，并先后加入正丁醇與無水乙醇的混合液和聚四氟乙烯乳濁液，攪拌均勻，經超聲、烘干制成膏狀物，將膏狀物通過多次低溫熱壓，均勻壓制于不銹鋼網面，并置于馬弗爐中焙燒，設定焙燒溫度和焙燒時間，制得鐵錳氧化物電催化電極。

2.根據權利要求1所述的一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述培養液的組份包括終濃度為0.24g/L的酵母浸粉、0.78g/L的牛肉膏、0.12g/的L氯化銨、0.14g/L的二水合氯化鈣、0.22g/L的硝酸鈉、0.22g/L的七水合硫酸鎂、0.14g/L的三水合磷酸氫二鉀，所述高溫滅菌的條件為滅菌溫度為121℃，滅菌時間為90min。

3.根據權利要求1所述的一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述鐵錳混合物溶液與培養液的體積比為1:100，所述鐵錳混合物溶液包括MnSO₄·H₂O和檸檬酸鐵氨，所述MnSO₄·H₂O在混合物溶液中的濃度為20g/L，所述檸檬酸鐵氨在混合物溶液中的濃度為100g/L。

4.根據權利要求1所述的一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述恒溫培養的條件為恒溫搖床溫度為25～30℃、轉速為550～650rpm。

5.根據權利要求1所述的一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述離心條件為：轉速為8000～9000r/min，離心時間為10min，所述水洗為采用超純水洗滌3～5次，所述烘干為烘箱內60℃烘24h，所述焙燒為置于馬弗爐中300℃、焙燒1～2h。

6.根據權利要求1所述的一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述正丁醇與無水乙醇的混合液中，正丁醇與無水乙醇的體積比為1～5：1。

7.根據權利要求1所述的一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述鐵錳氧化物與炭黑的質量比為1:1～7，所述鐵錳氧化物和炭黑混合物與無水乙醇和正丁醇混合液的質量體積比為0.4:10，所述無水乙醇與正丁醇混合液和聚四氟乙烯的體積比為10:1，所述超聲的時間為20～30min，烘干的條件為60～80℃下烘1～2min。

8.根據權利要求1所述的一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述的低溫熱壓指通過溫度為30～40℃，壓力10～15Mpa的熱壓機均勻多次壓片，所述馬弗爐中焙燒溫度為300℃，焙燒升溫速率為1～2℃/min，所述焙燒時間為60～120min。

9.根據權利要求1-8中任意一項所述的一種生物鐵錳氧化物制電極的制備方法所制備的生物鐵錳氧化物電極。

10.一種如權利要求9中所述的鐵錳氧化物電極在電催化水處理中的應用。