[发明专利]一种高效酶型生物燃料电池阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种生物燃料电池阴极，包括基底电极、涂敷于所述基底电极上的碳纳米材料层以及涂敷于所述碳纳米材料层上的酶层；所述酶层包括下述a)或b)的物质：a)漆酶或胆红素氧化酶，b)经交联剂交联的漆酶或经交联剂交联的胆红素氧化酶。

2.根据权利要求1所述的生物燃料电池阴极，其特征在于：所述碳纳米材料为碳纳米管、碳纳米纤维和碳纳米球中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的生物燃料电池阴极，其特征在于：所述碳纳米材料层中，每平方厘米基底电极上碳纳米材料的含量为20-200μg；所述酶层中，所述漆酶或胆红素氧化酶相对于基底电极的含量为每平方厘米3-20U。

4.根据权利要求1-3中任一所述的生物燃料电池阴极，其特征在于：所述交联剂为戊二醛、己二胺、顺丁烯二酸酐或双偶氮苯，优选为戊二醛。

5.根据权利要求2-4中任一所述的生物燃料电池阴极，其特征在于：所述碳纳米纤维和碳纳米管的直径为1～100nm，优选为1～50nm，平均长度为0.5～50μm，优选为0.5～20μm；所述碳纳米球的直径为50～500nm。

6.制备权利要求1-5中任一所述生物燃料电池阴极的方法，包括以下步骤：

1)将权利要求1-5中所述的生物燃料电池阴极中所述的碳纳米材料分散于有机溶剂中进行超声处理，得到碳纳米材料悬浊液，将所述悬浊液涂敷于基底电极上，干燥，形成碳纳米材料层；

2)将含有下述a)、b)或c)物质的溶液涂敷于碳纳米材料层上，干燥后在碳纳米材料层上形成酶层，即得到所述的生物燃料电池阴极；所述a)为权利要求1-5中所述生物燃料电池阴极中所述的漆酶或胆红素氧化酶，所述b)为权利要求1-5中所述生物燃料电池阴极中所述的漆酶和交联剂，所述c)为权利要求1-5中所述的生物燃料电池阴极中所述胆红素氧化酶和交联剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述碳纳米材料为碳纳米纤维和碳纳米管，所述步骤1)中的碳纳米材料经过纯化。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述步骤1)的有机溶剂为二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇、N-甲基-2-吡咯烷酮或乙腈，优选为二甲基甲酰胺；所述悬浊液中碳纳米材料的浓度为每毫升1-5mg。

9.根据权利要求6-8中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)的漆酶是经有机溶剂活化的漆酶。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇、N-甲基-2-吡咯烷酮或乙腈，优选为丙酮、乙腈或乙醇。