一种含石墨烯和金属有机框架的复合电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含石墨烯和金属有机框架的复合电极及其制备方法，该复合电极的制备方法包括以下步骤：1)石墨板的前处理；2)阳极氧化剥离制备石墨烯；3)石墨烯的改性；4)金属有机框架的制备。本发明专利技术的含石墨烯和金属有机框架的复合电极具有比表面积大、电阻低、结构稳定等优点，不仅充分利用了石墨烯和金属有机框架比表面积大的优点，同时还克服了金属有机框架导电性不好的缺点，将两者的优势充分发挥出来，该电极可以用作生物电化学系统的阳极。

A composite electrode containing graphene and metal organic frame and its preparation method

The invention discloses a composite electrode and a preparation method thereof containing graphene and metal organic frameworks, preparation method of the composite electrode comprises the following steps: 1) before the treatment of graphite plate; 2) anodic oxidation stripping preparation of graphene modified graphene; 3); 4) metal organic frameworks preparation. Composite electrode containing graphene and metal organic frameworks of the invention due to its large surface area, low resistance, stable structure, not only make full use of graphene and metal organic frameworks the advantages of large specific surface area, but also to overcome the bad conductive metal organic frameworks have the advantages of both full. Play out, the anode electrode can be used as bio electrochemical system.

【技术实现步骤摘要】
一种含石墨烯和金属有机框架的复合电极及其制备方法
本专利技术涉及一种含石墨烯和金属有机框架的复合电极及其制备方法。
技术介绍
生物电化学系统(Bio-electrochemicalsystem，BES)是一种能够同时进行废水处理和电能生产的新型装置，在污染物原位修复、污水处理与生物质能的回收(如微生物产电技术)等方面表现出很好的应用前景。然而，目前BES存在输出功率不高的缺陷，限制了其在生产中的应用。对电极进行修饰、或者采用三维电极等增加电极表面积的方法是提BES输出功率的主要途径。由于石墨烯具有比表面积大、导电导热性能优异等优点，常用作阳极的修饰材料。研究表明，采用石墨烯对电极进行修饰可以显著提高BES的整体性能，但由于石墨烯一般是通过粘合剂与电极材料进行粘合，不仅稳定性较差，而且接触电阻也较高，石墨烯的性能优势很大一部分不能发挥出来。为了消除接触电阻而导致的功率消耗，原位形成石墨烯是制备BES阳极的一个很好方法。例如，雍阳春等通过研究发现，电活性微生物ShewanellaoneidensisMR-1可原位还原氧化石墨烯，当以此作为MFC阳极时，可以获得843±31mW/m2的功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含石墨烯和金属有机框架的复合电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)石墨板的前处理：对石墨板进行浸酸、浸碱、水洗；2)阳极氧化剥离制备石墨烯：取两块石墨板分别作为阴极和阳极，在硫酸铵溶液中进行电解，阳极得到表面含石墨烯的石墨板；3)石墨烯的改性：将表面含石墨烯的石墨板浸入NaOH和氯乙酸的水溶液中，充分反应，得到表面含羧基改性石墨烯的石墨板；4)金属有机框架的制备：将表面含羧基改性石墨烯的石墨板浸入硝酸铁和对苯二甲酸的DMF溶液中，充分反应，得到含石墨烯和金属有机框架的复合电极。

【技术特征摘要】
1.一种含石墨烯和金属有机框架的复合电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)石墨板的前处理：对石墨板进行浸酸、浸碱、水洗；2)阳极氧化剥离制备石墨烯：取两块石墨板分别作为阴极和阳极，在硫酸铵溶液中进行电解，阳极得到表面含石墨烯的石墨板；3)石墨烯的改性：将表面含石墨烯的石墨板浸入NaOH和氯乙酸的水溶液中，充分反应，得到表面含羧基改性石墨烯的石墨板；4)金属有机框架的制备：将表面含羧基改性石墨烯的石墨板浸入硝酸铁和对苯二甲酸的DMF溶液中，充分反应，得到含石墨烯和金属有机框架的复合电极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的浸酸在0.8～1.2mol/L的盐酸溶液中进行，浸泡时间为10～20分钟。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的浸碱在0.8～1.2mol/L的NaOH溶液中进行，浸泡时间为1～1.5小时。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐家桓，王亚军，李翔，周顺桂，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：福建,35