[发明专利]一种微生物燃料电池用多孔磁性导电生物陶瓷电极的制备方法

权利要求书

1.一种微生物燃料电池用多孔磁性导电生物陶瓷电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步 制备多孔陶瓷板：按重量百分比将粘土30%、石英砂30%、粉煤灰15%、树脂5%、长石20%倒入烧杯内后，经混合、造粒、过筛、压制成型、干燥、烧制获得多孔陶瓷板；

第二步 制备阳极电极：将石墨和纳米Fe₃O₄混合后，加入一定量的水玻璃溶液并搅拌均匀制得混合涂层，用毛刷将混合涂层涂在第一步制得的多孔陶瓷板上后烘干；

第三步 制备阴极电极：包括涂布碳基层、布扩散层、布催化层的制备，具体工艺如下：

（1）涂布碳基层：首先将第一步制得的多孔陶瓷板清洗干净，烘干备用，然后将一定量的炭黑粉末装入小烧杯中，并加入质量浓度为40% 的PTFE溶液，搅拌均匀后制得炭黑溶浆，再用笔画刷将炭黑溶浆均匀地涂布在多孔陶瓷板上，涂布完成后，经自然风干2个小时，然后将多孔陶瓷板在370℃温度下加热25 min，热处理完成后取出经自然冷却至室温；

（2）布扩散层：用笔画刷把质量浓度为60% PTFE溶液均匀地涂布在上一步中已涂布了碳基层一侧的多孔陶瓷板上，在空气经自然风干，直至PTFE层完全变成白色，然后将多孔陶瓷板在370℃温度下加热25 min，重复以上步骤3次，使PTFE层涂布4层；

（3）布催化层：将纳米Fe₃O₄粉末和石墨粉末混合，用笔画刷搅拌均匀后，加入质量浓度为5%的Nafion溶液和高纯异丙醇，搅拌均匀后，用画笔刷均匀地涂布催化层于多孔陶瓷板PTFE层的另一侧，涂布完成后自然风干至少24小时。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一步中过筛的目数为40目。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一步中压制成型的压力为20MPa。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一步中干燥的温度为70℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一步中烧制的温度为1250～1280℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二步中石墨和纳米Fe₃O₄的质量比为5:3，所述水玻璃的添加量为石墨和纳米Fe₃O₄总质量3倍，水玻璃的质量浓度为30%   。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二步中的烘干温度为70℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三步的（1）中炭黑粉末的添加量为PTFE溶液质量的15%。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三步的（3）中纳米Fe₃O₄粉末和石墨粉末的质量比为3:5。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三步的（3）中Nafion溶液和高纯异丙醇的体积比为8:5。