[发明专利]电极材料和空气阴极微生物燃料电池的阴极材料及其制作方法

权利要求书

1.一种电极材料，其特征在于电极材料由表面层和内部层两部分组成，表面层覆盖在内部层的两侧；所述表面层是表面镀有镍层、铜层、镍铜合金层或碳层的电极布；其中电极布为碳纤维布、无纺布、防水布、碳布或聚酯纤维布；所述内部层是由电极海绵和电极海绵表面的导电镀层制成；其中电极海绵为碳海绵或聚氨酯海绵，电极海绵表面的导电镀层由内向外依次为镍层或碳层、铜层和镍层或碳层。

2.一种电极材料的制备方法，其特征在于电极材料是按以下步骤制备的：一、将电极布用丙酮浸泡，再用蒸馏水将电极布上的丙酮清洗去除，干燥后在电极布上电镀一层镍层、铜层、镍铜合金层或碳层，即为表面层；二、首先在电极海绵上电镀一层镍层或碳层，然后在镍层或碳层上电镀一层铜层，最后在铜层上再电镀一层镍层或碳层，即得到内部层；三、将表面层和内部层采用热压的方式进行连接，表面层覆盖在内部层的两侧，即得到电极材料；步骤一所述电极布为碳纤维布、无纺布、防水布、碳布或聚酯纤维布；步骤二所述电极海绵为碳海绵或聚氨酯海绵。

3.用权利要求1所述的电极材料制备的一种空气阴极微生物燃料电池的阴极材料，其特征在于空气阴极微生物燃料电池的阴极材料是由电极材料、质量分数为5％的萘酚溶液、质量分数为99.98％的异丙醇溶液和Pt/碳粉催化剂制备而成；其中萘酚溶液与异丙醇溶液的体积比为(1.5～2.5)∶1，Pt/碳粉催化剂与异丙醇溶液的质量比为(4.5～22)∶1；所述的Pt/碳粉催化剂中Pt的质量分数为10％。

4.一种空气阴极微生物燃料电池的阴极材料的制备方法，其特征在于空气阴极微生物燃料电池的阴极材料是按以下步骤制备的：一、制备粘结剂溶液：将质量分数为5％的萘酚溶液和质量分数为99.98％的异丙醇溶液倒入容器中，并将两者混合均匀，即制备成粘结剂溶液；二、加入催化剂：将Pt/碳粉催化剂加入到粘结剂溶液中，且使Pt/碳粉催化剂与粘结剂溶液混合均匀，形成含有催化剂的粘结剂溶液；三、黏贴催化层：将步骤二中制备的含有催化剂的粘结剂溶液均匀的黏贴在步骤一制备的电极材料的一个侧表面层上，然后放置在室温环境下，干燥12～24h，即完成空气阴极微生物燃料电池的阴极材料的制作；步骤一中所述的萘酚溶液与异丙醇溶液的体积比为(1.5～2.5)∶1；步骤二中所述加入的Pt/碳粉催化剂与异丙醇溶液的质量比为(4.5～22)∶1，其中Pt/碳粉催化剂中Pt的质量分数为10％。

5.根据权利要求4所述的一种空气阴极微生物燃料电池的阴极材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的萘酚溶液与异丙醇溶液的体积比为2∶1。

6.根据权利要求5所述的一种空气阴极微生物燃料电池的阴极材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述加入的Pt/碳粉催化剂与异丙醇溶液的质量比为(10～16)∶1。

7.根据权利要求4、5或6所述的一种空气阴极微生物燃料电池的阴极材料的制备方法，其特征在于步骤三中将已黏贴催化剂的电极材料放置在室温环境下干燥18h。

8.根据权利要求7所述的一种空气阴极微生物燃料电池的阴极材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的电极材料是按以下步骤制备的：一、将聚酯纤维布用丙酮浸泡，再用蒸馏水将电极布上的丙酮清洗去除，干燥后在电极布上电镀一层铜层，即为表面层；二、在聚氨酯海绵上电镀一层镍层，在镍层上电镀一层铜层，最后铜层上再电镀一层镍层，即得到内部层；三、将表面层和内部层采用热压的方式进行连接，表面层覆盖在内部层的两侧。