[发明专利]一种甘油催化生物燃料电池阳极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种甘油催化生物燃料电池阳极，其特征在于：所述阳极是以基底电极为中心，由内到外依次为介体层和酶层；所述的基底电极是指玻碳电极；所述介体层的材料为Nafion膜固定的麦尔多拉蓝；所述的酶层由石墨烯壳聚糖、乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶和辣根过氧化物酶组成；所述阳极通过以下方法制备得到：

(1)对基底电极进行表面预处理；

(2)将Nafion溶液滴加到预处理后的基底电极表面，待溶剂挥发后形成一层Nafion膜；然后把此电极插入麦尔多拉蓝水溶液中浸泡，使麦尔多拉蓝通过离子交换固定到Nafion膜中；将电极取出后洗净、干燥，得到含有介体层的电极；

(3)将含石墨烯的壳聚糖溶液、乙醇脱氢酶水溶液、乙醛脱氢酶水溶液及辣根过氧化物酶水溶液按比例混合均匀得复合酶溶液，然后将复合酶溶液滴加到步骤(2)的电极表面，晾干后得到甘油催化生物燃料电池阳极；

步骤(3)中所述含石墨烯的壳聚糖溶液通过以下方法制备得到：在质量分数为0.5％～2％的壳聚糖醋酸溶液中加入石墨烯，超声分散1～2h，得到石墨烯浓度为1～5mg/mL的含石墨烯的壳聚糖溶液。

2.根据权利要求1所述的甘油催化生物燃料电池阳极，其特征在于：步骤(1)中所述的表面预处理过程如下：将基底电极的表面依次用直径为0.3μm和0.05μm的Al₂O₃粉末抛光成镜面，再用水冲洗；然后依次在无水乙醇和水中超声清洗1min，取出用水洗净，晾干，然后置于0.5mol/L的H₂SO₄溶液中进行电极活化。

3.根据权利要求1所述的甘油催化生物燃料电池阳极，其特征在于：步骤(2)中所述的Nafion溶液是指Nafion的质量分数为5％的甲醇溶液；所述麦尔多拉蓝水溶液的浓度为0.1mmol/L；所述的浸泡的时间为2h。

4.根据权利要求1所述的甘油催化生物燃料电池阳极，其特征在于：所述乙醇脱氢酶水溶液的浓度为20～30mg/mL；乙醛脱氢酶水溶液的浓度为20～30mg/mL；辣根过氧化物酶水溶液的浓度为10～20mg/mL；所述的含石墨烯的壳聚糖溶液、乙醇脱氢酶水溶液、乙醛脱氢酶水溶液和辣根过氧化物酶水溶液的体积比为1:1:1:1。

5.权利要求1所述的甘油催化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。