[发明专利]一种表面改性石墨电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种表面改性石墨电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将贝壳粉纳米颗粒和FeSO₄在氮气气氛中，480-520℃高温煅烧55-70min，所述贝壳粉纳米颗粒与FeSO₄的质量比为5∶1；

（2）煅烧结束后加入无水乙醇中，超声分散，静置冷却至室温；

（3）然后加入聚四氟乙烯，所述贝壳粉纳米颗粒与聚四氟乙烯的质量体积比为1g∶2mL，搅拌均匀，将所得溶胶均匀刮涂于石墨片上，在空气气氛中，300-350℃高温煅烧2-3h，反复煅烧3次，即得表面改性石墨电极。

2.如权利要求1所述的表面改性石墨电极的制备方法，其特征在于：所述贝壳粉纳米颗粒与无水乙醇的质量体积比为1g∶5mL。

3.如权利要求1或2所述的方法制备得到的表面改性石墨电极。

4.一种微生物燃料电池，包括阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室内分别设有阳电极和阴电极，所述阳极室和阴极室之间通过质子交换膜相间隔，所述阳电极和阴电极外端通过导线连接外电阻，其特征在于：所述阳电极和阴电极均为权利要求3所述表面改性石墨电极，所述阳极室内设有活性污泥和阳极液，所述阴极室内设有阴极液。

5.如权利要求4所述的微生物燃料电池，其特征在于：所述阳极液为有机废水，所述阴极液为重金属溶液。

6.一种微生物燃料电池产电制氢系统，其特征在于：所述系统包括权利要求4所述微生物燃料电池，所述阳极室和阴极室外均设有恒温层，所述恒温层设有恒温水入口和恒温水出口，所述阳极室和阴极室设有采样孔，所述采样孔穿过恒温层，所述系统还包括数据采集装置、电解池和储氢罐；

所述数据采集装置包括数据采集卡和控制器，所述控制器与数据采集卡导线连接，所述数据采集卡通过导线分别与阳电极和阴电极连接；

所述电解池内设有电解液、正极和负极，所述正极和负极分别通过导线连接阴电极和阳电极，所述负极外设有储氢罩，所述储氢罩通过管道与储氢罐连接，所述储氢罐内设有Mg-Ti储氢合金，所述储氢罐底部设有加热板。

7.如权利要求6所述的微生物燃料电池产电制氢系统，其特征在于：所述控制器为电脑。

8.如权利要求6所述的微生物燃料电池产电制氢系统，其特征在于：所述正极为表面附着Ti0₂纳米颗粒的Ti电极，所述负极为Ti电极。