[发明专利]一种壳聚糖-氧化石墨烯海绵、制备方法和应用

权利要求书

1.一种壳聚糖-氧化石墨烯海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将2～8mg/mL的氧化石墨悬浊液用超声清洗机超声，获得氧化石墨烯溶液；取80～150mL氧化石墨烯溶液，向其中逐滴滴加2～6mL冰醋酸，并混合均匀，得到混合溶液；

(2)向步骤(1)得到的混合溶液中逐滴加入0.08～0.12mol/L的FeCl₂溶液0.1～50mL；

(3)向步骤(2)得到的溶液中逐滴加入0.8～1.2mol/L的苯亚磺酸钠溶液2～10mL；

(4)向步骤(3)得到的溶液中，加入2～10g壳聚糖搅拌均匀；

(5)将步骤(4)得到的溶液抽真空，去除溶液中的气泡，得到无气泡的浆液；

(6)将步骤(5)中的浆液注入相应的模具中，并放入冷冻干燥机中进行冷冻干燥；

(7)将步骤(6)中的冷冻干燥后样品置于NaOH溶液中浸泡，初步得到海绵体；

(8)将步骤(7)中的海绵体恒温加热，之后用蒸馏水清洗数次，得到壳聚糖-氧化石墨烯海绵。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，逐滴加入的FeCl₂溶液浓度为0.08～0.12mol/L，体积为25～50mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，NaOH溶液的摩尔浓度为0.1～1mol/L，浸泡时间为12～24h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(8)中，恒温加热的温度为80～95℃，恒温加热时间为12～24h。

5.一种根据权利要求1所述的制备方法得到的壳聚糖-氧化石墨烯海绵。

6.一种根据权利要求5所述的壳聚糖-氧化石墨烯海绵作为阳极在组装可呼吸式微生物燃料电池方面的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，应用方法的具体步骤如下：

①将壳聚糖-氧化石墨烯海绵放入微生物燃料电池阳极室中；

②将碳纸材料固定在阴极室电极支架上；

③将可呼吸式微生物燃料电池阴极室和阳极室之间用质子交换膜隔开；

④在每个运行周期，阴极室注入100mL 0.05mol/L的铁氰化钾溶液；

⑤在可呼吸式微生物燃料电池启动阶段，每个运行周期均向阳极室注入50mL高浓度的厌氧污水，以接种产电微生物；

⑥在可呼吸式微生物燃料电池稳定运行阶段，每个运行周期均向阳极室50mL 0.5g/L的乙酸钠营养液。