一种多巴胺修饰石墨烯微生物燃料电池阳极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多巴胺修饰石墨烯微生物燃料电池阳极的制备方法。包括如下制备过程：将一定比例的多巴胺单体和氧化石墨烯分散在Tris‑Hcl缓冲液中，超声处理以获得均匀分散液。剧烈搅拌数小时，经离心洗涤干燥后得到聚多巴胺官能化的石墨烯纳米片。修饰后的石墨烯与相应的溶剂和粘接剂混合制成浆料旋涂至碳基材料，将其烘干后得到阳极。本发明专利技术制备工艺简单；所得阳极亲水性极好，有利于生物膜在电极表面的快速附着；多巴胺在聚合过程中产生氨基、儿茶酚等官能团，可在胞外电子转移过程起到中介体的作用，加快电子转移速率，从而加快电池的启动时间；氮掺杂石墨烯阳极增强了阳极与微生物的相容性，延长发电周期，极大的改善微生物燃料电池的功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种多巴胺修饰石墨烯微生物燃料电池阳极的制备方法
本专利技术属于微生物燃料电池
，具体涉及一种多巴胺修饰石墨烯微生物燃料电池阳极的制备方法。
技术介绍
微生物燃料电池(Microbialfuelcells，MFCs)，是以微生物为催化剂将废水有机质降解，从而将化学能直接转化为电能的燃料电池系统，以其绿色环保、可持续等优点，逐步成为新能源环境领域的研究热点。尽管MFCs在输出功率和效率方面的表现在不到十年的时间里已经大大增长，但与许多其他燃料电池相比，较低的输出功率和较长启动时间仍然是MFCs实际应用的瓶颈。而这些问题与很多因素有关，如从电活性细菌到电极表面的细胞外电子传递速率、有机基质的降解速率、外部操作条件等等。其中，胞外电子转移速率为主要因素，其主要受电极材料性质的影响。不同的电极材料表现出非常多样的物理和化学性质(例如，生物粘附性质，表面积，表面功能性，多孔结构，电导率和稳定性)，这反过来又影响微生物粘附、负载密度以及电极表面微生物代谢反应速率。而现有方案中生物膜与电极材料结合能力差，附着力低，有机基质的降解率低，从而导致电池启动周期长，界面电阻较大，发电功率低等问题。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚多巴胺修饰石墨烯微生物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将多巴胺单体和氧化石墨烯分散在Tris‑Hcl缓冲液中，超声处理1‑2小时获得均匀分散液；(2)所述分散液在氮气保护下，30‑60℃恒温剧烈搅拌12‑24小时，经离心洗涤干燥后得到聚多巴胺官能化的石墨烯纳米片；(3)经聚多巴胺官能化修饰后的石墨烯纳米片与5％的聚偏氟乙烯水溶液搅拌混合1小时制成浆料旋涂至碳基材料，将其烘干后得到阳极。

【技术特征摘要】
1.一种聚多巴胺修饰石墨烯微生物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将多巴胺单体和氧化石墨烯分散在Tris-Hcl缓冲液中，超声处理1-2小时获得均匀分散液；(2)所述分散液在氮气保护下，30-60℃恒温剧烈搅拌12-24小时，经离心洗涤干燥后得到聚多巴胺官能化的石墨烯纳米片；(3)经聚多巴胺官能化修饰后的石墨烯纳米片与5％的聚偏氟乙烯水溶液搅拌混合1小时制成浆料旋涂至碳基材料，将其烘干后得到阳极。2.根据权利要求1所述一种聚多巴胺修饰石墨烯的微生物燃料电池阳极的制备方法其特征在于，步骤(1)中所述多巴胺单体和氧化石墨烯的质量比为0.5/1或1/1或2/1；每100mg氧化石墨烯对应的Tris-Hcl缓冲液用量为100mL。3.根据权利要求1所述一种聚多巴胺修饰石墨烯的微生物燃料电池阳极的制备方法其特征在于，步骤(1)中Tris-Hcl缓冲液的pH值为8.5，浓度为10mM。4.根据权利要求1所述一种聚多巴胺改性石墨烯微生物燃料电池阳极的制备方法其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王育乔，刘昊佳，周天悦，张志浩，谭啸，章熙东，孙岳明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32