[发明专利]一种石墨烯/聚吡咯生物电极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种石墨烯/聚吡咯生物电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将氧化石墨烯分散在水中，加入聚吡咯，搅拌均匀，加入氧化剂，反应得到氧化石墨烯/聚吡咯溶液，再过滤、干燥得到氧化石墨烯/聚吡咯粉末；

(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯/聚吡咯粉末加入异化金属还原菌培养基中，将碳布电极浸没其中，然后向其中接种异化金属还原菌，搅拌反应3～4天；取出碳布电极，重复以上步骤两次，得到的碳布电极即为石墨烯/聚吡咯生物电极。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/聚吡咯生物电极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氧化石墨烯在水中的浓度为2～5mg/ml，聚吡咯按和氧化石墨烯质量比为1～4:1，所述的氧化剂为FeCl₃，氧化剂的加入量为50～100mg/ml。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/聚吡咯生物电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的异化金属还原菌为假单胞菌、地杆菌、铁还原菌中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的石墨烯/聚吡咯生物电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氧化石墨烯/聚吡咯粉末在异化金属还原菌培养基中的浓度为0.1～1mg/ml。

5.根据权利要求1所述的石墨烯/聚吡咯生物电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，异化金属还原菌培养基的配方如下：葡萄糖0.5～1g/L，NH₄Cl0.1～0.4g/L，NaH₂PO₄1～5g/L，Na₂HPO₄2～5g/L，KCl0.1～0.3g/L，pH＝6.5～7.5，溶剂为水。

6.权利要求1～5任一项所述的石墨烯/聚吡咯生物电极的制备方法制备得到的石墨烯/聚吡咯生物电极。

7.权利要求6所述的石墨烯/聚吡咯生物电极在电极去除水中六价铬中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将石墨烯/聚吡咯生物电极作为生物电池的阴极，还原阴极电解液中的六价铬。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，通过如下方法构建微生物电化学装置：

利用质子交换膜将反应器分隔成阴极室和阳极室，以石墨烯/聚吡咯生物电极作为阴极，碳布作为阳极，将反应器与电阻连接，阳极室的电解液中含有OD₆₀₀为0.4的希瓦氏菌、碳源、50mMpH7.0的磷酸缓冲液。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的碳源为5～20mmol/l乳酸钠。