[发明专利]一种微生物燃料电池、阳极、阳极催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种微生物燃料电池的阳极催化剂，其特征在于：所述催化剂为石墨烯/α-MoC复合材料。

2.根据权利要求1所述的微生物燃料电池的阳极催化剂，其特征在于：所述催化剂中石墨烯与α-MoC的质量比为1:1。

3.一种微生物燃料电池的阳极，包括导电基底及固化于该导电基底的催化剂层，其特征在于：所述催化剂层由权利要求1或2所述催化剂混合5wt%的nafion溶液涂于导电基底上得到。

4.根据权利要求3所述的微生物燃料电池的阳极，其特征在于：所述导电基底为碳纸。

5.一种微生物燃料电池，其特征在于：所述电池包括如权利要求3或4所述的阳极。

6.一种根据权利要求1或2所述的微生物燃料电池的阳极催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

将石墨烯和α-MoC按质量比为1:1的比例放入玛瑙研钵中混合，然后加入异丙醇调至糊状，在玛瑙研钵上将石墨烯和α-MoC的复合材料充分研磨分散，再加入5wt%的nafion溶液混合均匀，然后超声分散40min，得到所述微生物燃料电池的阳极催化剂。

7.一种微生物燃料电池的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）石墨烯/α-MoC复合材料的制备

根据权利要求6所述的阳极催化剂的制备方法制备得到石墨烯/α-MoC复合材料；

（2）微生物燃料电池阳极的制备

将碳纸依次在浓度为1mol/L的盐酸、1mol/L的氢氧化钾和蒸馏水中浸泡1h，然后将石墨烯/α-MoC复合材料均匀涂覆于碳纸上下表面，放在室温下自然晾20~24h，接上铜线，并用环氧树脂和固化剂密封接口，得到微生物燃料电池阳极，其中，石墨烯/α-MoC复合材料的负载量为6 mg/cm                                                ；

（3）微生物燃料电池阴极的制备

将碳纸依次在浓度为1mol/L的盐酸、1mol/L的氢氧化钾和蒸馏水中浸泡1h，然后在碳纸的一面涂覆聚四氟乙烯防水层，另一面涂覆40wt%的 Pt/C催化剂，再将质子交换膜与涂有防水层和催化剂的阴极碳纸在115℃、1.1MPa的条件下热压2min，接上铜线，并用环氧树脂和固化剂密封接口，得到微生物燃料电池阴极。

8.根据权利要求7所述的微生物燃料电池的制备方法，其特征在于：该方法还包括阳极液的制备，所述阳极液的制备方法如下：取10.0g碳酸氢钠、11.2g磷酸氢二钠、10.0g无水葡萄糖和5.0g酵母浸膏放入烧杯中，然后加入0.8707g的2-羟基-1，4-萘醌，搅拌均匀后在1000mL定容瓶中定容，得到阳极液。