[发明专利]一种生物燃料电池阳极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种生物燃料电池阳极，其特征在于：是以基底电极为中心，由内到外依次为纳米材料层、介体层和酶层；

所述的纳米材料层中的材料为分子筛；

所述的介体层材料为硫堇。

2.根据权利要求1所述的生物燃料电池阳极，其特征在于：

所述的分子筛为氨基功能化的分子筛；

所述的酶层中的酶为氧化酶。

3.根据权利要求2所述的生物燃料电池阳极，其特征在于：

所述的分子筛为比表面积为大于1000m²/g、孔径为3～7nm、孔容为0.90～1.10mL/g的ZSM-5沸石分子筛。

4.根据权利要求1所述的生物燃料电池阳极，其特征在于：在每平方厘米所述的基底电极上，所述的纳米材料层中分子筛的含量为37.5～50μg；所述的酶层中的酶的含量为80～112U。

5.权利要求1所述的生物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

（1）将分子筛进行氨基功能化，功能化后的分子筛分散于水中，超声；然后和Nafion溶液混合得到分散均匀的分散液，将得到的分散液涂覆于基底电极上，干燥，形成包裹在基底电极的纳米材料层；

（2）将步骤（1）得到的含有纳米材料层的电极置于硫堇溶液中浸泡，取出，干燥，形成介体层；

（3）将交联剂、惰性蛋白、酶和水混合，得到酶层溶液；将酶层溶液覆于介体层上，2～8℃过夜干燥，在介体层上形成酶层，此时得到生物燃料电池阳极。

6.根据权利要求5所述的生物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的将分子筛进行氨基功能功化的具体步骤如下：将分子筛、3-氨丙基-3-乙氧基硅烷和甲苯按照体积比1:2:20的比例混合，在110℃下，搅拌回流24h，过滤，用乙醇和蒸馏水清洗，洗去多余的硅烷残渣，然后100℃真空干燥，得到氨基功能功化的分子筛。

7.根据权利要求5所述的生物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的分子筛为ZSM-5沸石分子筛；

步骤（1）中所述的分子筛与所述的Nafion溶液按（0.25～0.5）mg：500μl配比；

步骤（1）中所述的纳米材料层的含量按如下基准计算：每平方厘米基底电极上分子筛的含量为37.5～50μg；

步骤（1）中所述的超声的条件为与50W、50Hz超声3min。

8.根据权利要求5所述的生物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的浸泡的时间为3h；

步骤（2）中所述的硫堇溶液的浓度为5mmol/L。

9.根据权利要求5所述的生物燃料电池阳极的制备方法，其特征在于：

步骤（3）中所述的交联剂为戊二醛、已二胺、聚乙烯醇缩丁醛和顺丁烯二酸酐中的至少一种；

步骤（3）中所述的惰性蛋白为牛血清蛋白；

步骤（3）中所述的酶为氧化酶；

步骤（3）中所述的酶层中酶的含量按如下基准计算：每平方厘米基底电极上酶的含量为80～112U。

10.权利要求1所述的生物燃料电池阳极在制备生物燃料电池或生物传感器中的应用。