[发明专利]一种基于微纳米结构的黑曲霉孢子电极活性材料的制备方法

权利要求书

1.一种基于微纳米结构的黑曲霉孢子电极活性材料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1、黑曲霉菌种活化，将黑曲霉菌种接种至液体培养基中，控制温度进行活化得种子液；

步骤2、发酵固体培养基准备，发酵固体培养基为药剂配制的发酵固体培养基、或者为农林废弃物制备的发酵固体培养基；

步骤3、黑曲霉孢子培养，将步骤1得到得种子液涂到步骤2得发酵固体培养基上，25℃-35℃温度下进行培养，得到黑曲霉孢子；

步骤4、黑曲霉孢子碳化，将步骤3得到得黑曲霉孢子在惰性气体环境下，在200℃-500℃下进行碳化，得到目标产品黑曲霉孢子电极活性材料；

其中，

所述步骤1中，所述黑曲霉菌种为国家医药菌种保藏中心(CMCC)的黑曲霉菌株(菌株分类名称：Aspergillus niger，保藏编号：CMCC98003)或者是自然界筛得的黑曲霉菌种；

所述步骤2中，所述固体培养基为药剂配制固体培养基、或者为农林废弃物固体培养基。

2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，

所述步骤1的具体操作为：

将改良马丁液体培养基(5g蛋白胨，1g酵母粉，20g葡萄糖，1gKH₂PO₄，0.5gMgSO₄，1L蒸馏水)灭菌，将黑曲霉菌株接种到灭好菌的液体培养基中活化，后作为种子液备用。

3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，

所述药剂配制的固体培养基，由改良马丁液体培养基添加琼脂粉(添加量2％)制备而成，即5g蛋白胨，1g酵母粉，20g葡萄糖，1gKH₂PO₄，0.5gMgSO₄，20g琼脂粉，1L蒸馏水。

4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，

所述农林废弃物的固体培养基，是由水稻秸秆切断成长度为2cm的小段，按质量体积比为1:1与自来水混合制备而成，无需外加碳氮源。

5.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤3中，黑曲霉孢子培养的具体操作为：

将步骤1得到的种子液涂布到马丁固体培养基上；然后将固体培养基置于25℃-35℃生化培养箱，5至7天后，待菌丝长满整个固体培养基，收集得到黑曲霉孢子；

或者，将步骤1得到的种子液接种到农林废弃物固体培养基上，按照种子液与农林废弃物培养基比例为1:10进行接种；然后将农林废弃物固体培养基置于25℃-35℃生化培养箱，5至7天后，待菌丝长满整个农林废弃物固体培养基表面，收集得到黑曲霉孢子。

6.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤4中，所述黑曲霉孢子碳化具体操作为：将步骤3收集到的黑曲霉孢子在热解炉中低温碳化，碳化过程是在氩气气氛下以5℃/min的速率升温至200℃-500℃维持1小时，同时氩气的流速为100～300mL/min，碳化后的孢子，即为黑曲霉孢子电极活性材料。

7.如权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述升温的速度为5℃/min。

8.根据权利要求1～6所述制备方法制备得到的黑曲霉孢子电极活性材料，其特征在于，

所述黑曲霉孢子为微米级的小球，直径2μm、表面具刺突、形貌规则；

所述黑曲霉孢子表面的孔隙直径为0-4nm。

9.根据权利要求1～6所述制备方法制备得到的黑曲霉孢子电极活性材料，其特征在于，

所述黑曲霉孢子中C、N、O和P的含量分别为60％-70％、10％-15％、20％-25％和1％-5％；

所述黑曲霉孢子表面具有-OH、-COOH、C-O、C＝O等含氧官能团和C-N键。