一种微生物燃料电池阳极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于微生物燃料电池领域，具体为一种微生物燃料电池阳极材料及其制备方法与应用。所述微生物燃料电池阳极材料由载体、催化剂和导电聚合物粘结剂构成。所述的催化剂为铁/碳复合材料催化剂；该复合材料催化剂的制备方法包括先制备不同形貌的铁基金属有机框架作为前驱体，再通过煅烧方式得到对应形貌的铁/碳复合材料。本发明专利技术的制备方法简单可控，得到的铁/碳复合材料的比表面积大，能为微生物提供合适的附着位点，有效促进微生物燃料电池阳极生物膜快速形成，同时该铁/碳复合材料的导电性能较好，能大幅度提高微生物燃料电池的产电电流，具有一定的实际应用价值。具有一定的实际应用价值。具有一定的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物燃料电池阳极材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于微生物燃料电池领域，具体涉及一种微生物燃料电池阳极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]微生物燃料电池(MFCs)是一种将化学能转换为电能的新型装置，利用微生物氧化分解有机物释放电子，电子通过外电路到达阴极从而产生电能。基于此种生物电化学系统可以实现治理有机废弃物的同时产生电能，被认为是一种绿色环保技术，在能源、环境等领域引起广大研究者的关注。尽管MFCs具有很多优势，但其功率密度与其他燃料电池相比还具有较大的差距。迄今为止，微生物燃料电池的研究仍处于实验室或小试水平，在实际应用中电池输出功率比较低，是限制了其产业化发展的一个重要因素。
[0003]影响MFCs输出功率密度的因素有很多，主要包括阳极和阴极的电催化剂、有机底物、操作温度、pH、电池的构型以及质子交换膜等。相比于其他影响因素，MFCs阳极直接决定着微生物的附着量以及电子从微生物向阳极的传递，因此在MFCs中阳极的电子传递是能量转化的一个重要步骤，是提高微生物燃料电池性能的关键因素。选择具有潜力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物燃料电池阳极材料，其特征在于：所述材料由碳载体、催化剂和聚合物粘结剂构成；所述催化剂为铁/碳复合材料催化剂。2.根据权利要求1所述的一种微生物燃料电池阳极材料，其特征在于：所述铁/碳复合材料催化剂包含碳，以及包含碳化铁和氧化铁中的至少一种；所述碳载体为碳毡、碳布或碳纸中的一种；所述聚合物粘结剂为聚环氧氯丙烷、聚乙烯醇和聚四氟乙烯中的至少一种。3.权利要求1或2所述的一种微生物燃料电池阳极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将有机配体加入到去离子水或DMF中搅拌溶解，得到溶液A；(2)将含铁化合物加入到去离子水或DMF中搅拌溶解，得到溶液B；(3)将溶液B边搅拌边倒入溶液A，搅拌均匀后得到混合溶液C；将混合溶液C置于反应釜中反应；反应完成后取沉淀物，清洗、干燥后于惰性气氛或空气气氛下煅烧，得到催化剂；(4)将步骤(3)得到的催化剂与聚合物粘结剂混合，涂覆在碳载体的表面，得到所述微生物燃料电池阳极材料。4.根据权利要求3所述的一种微生物燃料电池阳极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述含铁化合物为六水合氯化铁(Ⅲ)、九水合硝酸铁(Ⅲ)、九水合硫酸铁(Ⅲ)中的一种或几种；步骤(1)所述溶液A浓度为5
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25mmol/L。5.根据权利要求3所述的一种微生物燃料电池阳极材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述有...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓洪，胡美华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：