[发明专利]一种石墨烯修饰碳基电极的制备方法及用其构建的微生物电化学污水处理同步产电装置

权利要求书

1.一种微生物电化学污水处理同步产电装置，其特征在于：

包括阳极室和阴极室，两室体积根据需要调节大小，两室体积比为1∶1，均为100mL；阳极室和阴极室均设有进水口、出水口、内循环口、参比电极口，接口为穿板接口设计；

阳极室和阴极室之间用阳离子交换膜隔开；

阳极和阴极的电极材料均为修饰了石墨烯的碳纤维；

阳极接种活性污泥，进水中含有浓度为2g/L的乙酸钠，以乙酸钠作为阳极微生物生长的碳源，阳极发生乙酸氧化反应；

阴极连续进水中含有浓度为0.1mol/L的铁氰化钾，发生三价铁还原为二价铁的反应；

阴极和阳极之间负载1000欧电阻，用于采集电路电流；

阳极室为间歇进水模式，进水周期96h，阴极为连续进水模式，每96h电压呈一个周期变化，峰值电压达到0.7V

所述石墨烯修饰的碳基电极的制备方法如下：

(1)选用pH＝6.0的柠檬酸盐缓冲体系，利用柠檬酸盐缓冲液将10g/L的氧化石墨烯溶液稀释为0.5g/L，并超声分散30min，形成稳定的胶体分散液，作为电解液；

(2)选用未修饰的碳基电极为工作电极，所述碳基电极为碳纤维电极；

(3)选用铂网电极为对电极，以Ag/AgCl为参比电极；

(4)以所述氧化石墨烯溶液为电解液，构建三电极体系；

(5)利用循环伏安扫描方法，原位还原氧化石墨烯，得到还原态氧化石墨烯，同步沉积于碳基材料表面，循环伏安法的扫描速率50mV/s，扫描圈数40圈，扫描电位范围控制在-1.6V～0.6V，得到所述石墨烯修饰的碳基电极；

碳纤维电极使用前采用1mol/L的盐酸浸泡12h，用蒸馏水冲洗3遍，利用马弗炉在450℃条件下，高温处理30min，使碳纤维表面裂出沟壑。