[发明专利]一种基于多粒径碳材料的微生物燃料电池阳极及其制备方法和微生物燃料电池

权利要求书

1.一种基于多粒径碳材料的微生物燃料电池阳极，其特征在于，包括载体和负载在载体上的多粒径碳材料，所述多粒径碳材料包括40-60目活性碳、100-200目活性碳和50-100nm碳黑；所述40-60目活性碳、100-200目活性碳和50-100nm碳黑的质量比为10-15:1-1.5:1。

2.如权利要求1所述的一种基于多粒径碳材料的微生物燃料电池阳极，其特征在于，所述载体为不锈钢网、铜网或钛网中的一种。

3.权利要求1-2任一项所述的一种基于多粒径碳材料的微生物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于，所述方法如下：

按质量配比称取40-60目活性碳、100-200目活性碳和50-100nm碳黑，混合后获得多粒径碳材料，向所述多粒径碳材料中加入粘接剂，混匀后再加入分散剂，再次混匀后加入造孔剂溶液，最后混匀获得粘稠状膏体，将所述粘稠状膏体均匀涂覆在去除了有机物和杂质的载体上，烘干后酸洗，再洗涤至中性，即可；

所述造孔剂溶液为碳酸氢盐溶液。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述粘稠状膏体中多粒径碳材料、粘接剂、分散剂和造孔剂的质量体积比为10-20:1:20-40:1-2，mg:mg:μL:mg。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述粘接剂为聚偏氟乙烯、全氟磺酸聚合物或聚四氟乙烯；所述分散剂为氮甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇或异丙醇。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，去除载体上有机物和杂质的方法如下：

将载体依次在丙酮溶液、无水乙醇和水中超声处理15-30min，然后于40-70℃下干燥4-8h，即可。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述烘干具体为在于90-110℃下干燥2-2.5h。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酸洗具体为在pH＝2-4的酸性溶液中酸洗0.5-1h。

9.一种微生物燃料电池，其特征在于，包括权利要求1-2任意一项所述的基于多粒径碳材料的微生物燃料电池阳极或权利要求3-8任意一项所述方法制备的基于多粒径碳材料的微生物燃料电池阳极。