一种微生物电极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及微生物燃料电池领域，尤其涉及一种微生物电极及其制备方法，其中，一种微生物电极的制备方法，包括以下步骤：将酸化处理后的基材置于含有偶联剂的水溶液中，并加入苯硼酸类物质，得到活化的基材；将所述活化的基材置于葡萄糖溶液中浸泡后，再将其与电活性微生物共培养，即得微生物电极；所述偶联剂为1‑乙基‑3‑(3‑二甲基氨丙基)碳二亚胺和N‑羟基琥珀酰亚胺的混合物；所述苯硼酸类物质为3‑氨基苯硼酸或4‑二甲氨基苯硼酸中的任意一种；所述电活性微生物为地杆菌属或希瓦氏菌属中的任意一种或两种。本发明专利技术所制备的微生物电极因其表面覆盖的电活性生物膜，使其表面具备优异的电子转移性质，进而使微生物电极的产电性能得到显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物电极及其制备方法
本专利技术涉及微生物燃料电池领域，尤其涉及一种微生物电极及其制备方法。
技术介绍
微生物电极是一种将具有电化学活性的微生物或完整细胞作为催化剂或敏感元件与电极结合在一起而构成的，它通过微生物的新陈代谢作用分解底物，将其中的化学能转化为电能或电信号的装置。微生物电极可以作为微生物燃料电池阳极和电化学微生物传感器电极使用。近年来，微生物燃料电池作为最常见的微生物电化学系统，在发电、制氢、化学合成、废水处理、海水淡化等领域得到快速发展，其实现能源转化的关键部件就是作为阳极的微生物电极。微生物电极是微生物燃料电池的核心部件，微生物往往直接附着或聚集在电极表面以形成生物膜，其可作为“活性催化剂”实现电子的转移。因此，微生物电极材料除了满足一般要求如良好的导电性、长久的使用寿命和较低的成本外，还应具备良好的生物相容性、较大的表面积、利于细菌附着和电子转移的表面性质等。传统的微生物电极的构建方式主要是通过吸附的方式在预制好的电极表面富集电化学活性微生物。而且，在大多数微生物燃料电池系统中，活性细菌生物膜一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将酸化处理后的基材置于含有偶联剂的水溶液中，并加入苯硼酸类物质，得到活化的基材；将所述活化的基材置于葡萄糖溶液中浸泡后，再将其与电活性微生物共培养，即得微生物电极；/n所述偶联剂为1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的混合物；/n所述苯硼酸类物质为3-氨基苯硼酸或4-二甲氨基苯硼酸中的任意一种；/n所述电活性微生物为地杆菌属或希瓦氏菌属中的任意一种或两种。/n

【技术特征摘要】
1.一种微生物电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将酸化处理后的基材置于含有偶联剂的水溶液中，并加入苯硼酸类物质，得到活化的基材；将所述活化的基材置于葡萄糖溶液中浸泡后，再将其与电活性微生物共培养，即得微生物电极；
所述偶联剂为1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的混合物；
所述苯硼酸类物质为3-氨基苯硼酸或4-二甲氨基苯硼酸中的任意一种；
所述电活性微生物为地杆菌属或希瓦氏菌属中的任意一种或两种。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1、将基材置于硝酸溶液中进行酸化处理；
S2、将酸化处理后的基材置于含有偶联剂的水溶液中，并于常温条件下搅拌0.5-2h；
S3、向S2的反应体系中加入苯硼酸类物质继续反应10-24h，并依次进行洗涤、干燥，得到活化的基材；
S4、将所述活化的基材置于葡萄糖溶液中浸泡0.5-2h，经洗涤后得到修饰后的基材；
S5、将所述修饰后的基材与所述电活性微生物悬浮液共培养，即得微生物电极。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述硝酸的浓度为60-70％，所述酸化处理的温度为80-100℃，时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：包文运，吴晔，姚琛，周宾，
申请(专利权)人：大唐环境产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11