[發(fā)明專利]一種由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210499211.9
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114725407B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭偉;楊春雨;孟利
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱師范大學(xué)
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/86;H01M4/88;H01M8/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 李紅媛

1.一種由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料的應(yīng)用，其特征在于其作為微生物燃料電池陽極應(yīng)用，具體是按以下步驟完成的：

一、在由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料的外表面緊密纏繞鈦線，得到微生物燃料電池陽極；

二、在碳纖維刷的外表面緊密纏繞鈦絲，得到微生物燃料電池陰極；

三、采用雙室MFC反應(yīng)器，陽極室和陰極室之間使用陽離子交換膜進行隔離，陰極室內(nèi)的陰極液為鐵氰化鉀/氯化鉀的混合溶液，陽極室內(nèi)的陽極液為醋酸鈉、維生素和微量元素的混合液；

四、陽極液接種其它MFC反應(yīng)器的出水，外部電阻設(shè)置1000Ω~2000Ω，連接電源，連續(xù)運行，完成微生物燃料電池的構(gòu)建；

所述的由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料的制備方法是按以下步驟完成的：

首先將生姜進行干燥，然后以5℃/min的升溫速率升溫至1000℃，最后在氮氣氣氛和溫度為1000℃的條件下煅燒2h，再洗滌，干燥，得到由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料的應(yīng)用，其特征在于所述干燥的溫度為25℃~200℃，干燥的時間為2h~3h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料的應(yīng)用，其特征在于生姜的尺寸為?(2~3cm)×(2~3cm)×(2~3cm)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料的應(yīng)用，其特征在于步驟三中所述的鐵氰化鉀/氯化鉀的混合溶液為鐵氰化鉀和氯化鉀溶解到蒸餾水中得到，其中鐵氰化鉀的濃度為50mmol/L~55mmol/L，氯化鉀的濃度為50mmol/L~55mmol/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生姜衍生的N摻雜三維獨立式生物質(zhì)碳材料的應(yīng)用，其特征在于步驟三中所述的醋酸鈉、維生素和微量元素的混合液由2g醋酸鈉、10mL質(zhì)量分數(shù)為5×10^-4%的維生素水溶液、12.5mL質(zhì)量分數(shù)為0.02%的微量元素水溶液和1L?pH值為7、50mM的磷酸鹽緩沖液組成；所述的微量元素水溶液中含有Mg、Mn、Na、Fe和Ca，且Mg、Mn、Na、Fe和Ca的質(zhì)量相等。