【技术实现步骤摘要】
用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法及其构建的MFCs
本专利技术属于微生物燃料电池
；具体涉及用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法及其构建的MFCs。
技术介绍
微生物燃料电池(MicrobialFuelCell，MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂在阴极得到电子被还原与质子结合成水。微生物燃料电池(MFC)作为利用生物质能的设备，它以细菌为生物催化剂，进行产电，最初在1910年由英国的植物学家Potter首先发现微生物具有产电的功能，并在此基础上提出了MFC的概念，他以大肠杆菌和酵母菌为催化剂，铂为电极成功的获得了电能，到了20世纪80年代末，由于电子传递中间体的广泛应用，微生物燃料电池的输出功率有了很大的提高，到了2002年随着直接将电子传递给电子受体的菌种的发现，人们专利技术了无需使...
【技术保护点】
1.用于微生物燃料电池的Co‑MOF‑GO薄膜的制备方法，其特征在于所述制备方法是按下述步骤进行的：步骤一、将氧化石墨烯(GO)加入水中，混匀得到GO悬浊液，依次加入六水合硝酸钴和二甲基咪唑，磁力搅拌，获得紫黑色溶液，离心后用水离心清洗3‑5次，再乙醇离心清洗1次，真空干燥，得到Co‑MOF‑GO纳米粒子；步骤二、在氮气或者氩气气氛保护下，将步骤一获得的Co‑MOF‑GO纳米粒子，以4℃/min～8℃/min的升温速率从室温升温到500℃～600℃，保温5h～8h，以升温速率相同的速率降温至室温，得到Co‑MOF‑GO复合物；步骤三、向步骤二获得的Co‑MOF‑GO复合物中...
【技术特征摘要】
1.用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于所述制备方法是按下述步骤进行的：步骤一、将氧化石墨烯(GO)加入水中，混匀得到GO悬浊液，依次加入六水合硝酸钴和二甲基咪唑，磁力搅拌，获得紫黑色溶液，离心后用水离心清洗3-5次，再乙醇离心清洗1次，真空干燥，得到Co-MOF-GO纳米粒子；步骤二、在氮气或者氩气气氛保护下，将步骤一获得的Co-MOF-GO纳米粒子，以4℃/min～8℃/min的升温速率从室温升温到500℃～600℃，保温5h～8h，以升温速率相同的速率降温至室温，得到Co-MOF-GO复合物；步骤三、向步骤二获得的Co-MOF-GO复合物中加入异丙醇和Nafion溶液，超声处理至完全混合均匀，步骤四、尔后涂布于经预处理的碳布的两侧，自然干燥；得到Co-MOF-GO薄膜。2.根据权利要求1所述的用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述GO悬浊液的浓度为2mg/mL～4mg/mL，每20mL～35mLGO悬浊液添加0.35g～0.75g六水合硝酸钴和5.05g～5.65g二甲基咪唑。3.根据权利要求1所述的用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中磁力搅拌的速度控制在300r/min～800r/min；离心速率均为9000r/min～11000r/min；真空干燥的工艺条件：温度为40℃～60℃，真空度为-25kpa～-30kpa，时间为9h～12h。4.根据权利要求1所述的用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于步骤三Co-MOF-GO复合物的质量与异丙醇的体积比为(2～2.5)mg∶(20～50)μL；步骤三Co-MOF-GO复合物的质量与Nafion溶液的体积比为(2～2.5)mg∶(16～25)μL。5.根据权利要求1所述的用于微生物燃料电池的Co-MOF-GO薄膜的制备方法，其特征在于步骤四中所述碳布的预处理方法如下：碳布置于容器中，加入稀盐酸，浸泡后倒掉稀盐酸，再用蒸馏水冲洗，倒掉蒸馏水，尔后加入丙酮，浸泡后倒掉丙酮，用封口膜封好，在封口膜上扎多个孔，真空干燥，用封口膜封好，备用。6.如权利要求1-5任意一项所述制备方法制得的Co-MOF-GO薄膜构建的MFCs，其特征在于所构建的微生物燃料电池为H-型双室MEC，中间由前处理后的Nafion膜隔开，采用权利要求1-5任意一项所述制备方法制得的阳极电极作阳极室的阳极材料，采用前处理后的碳刷作阴极室的阴极材料，将由PBS、乙酸钠、维...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，刘丹青，赵超越，刘欣，孙晓君，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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