[发明专利]网状氮掺杂碳包覆二氧化锰碳布电极及制备方法及应用

权利要求书

1.网状氮掺杂碳包覆二氧化锰碳布电极，其特征在于：以碳布为基体，采用三电极体系电化学沉积方法在碳布表面生长MnO₂纳米网线，接着用三电极体系电化学沉积方法在MnO₂纳米网线表面电沉积制备聚合吡咯，最后高温碳化，得到网状氮掺杂碳包覆二氧化锰修饰的碳布电极；所述制备方法包括如下制备步骤：

(1)将碳布与钛丝连接组装成碳布电极，浸入去离子水中超声赶走碳布表面气泡；

(2)连有钛丝的碳布电极为工作电极，铂丝为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，电解液是MnSO₄,NaAc和(NH₄)₂SO₄的混合溶液，电压保持0.92V，电化学沉积得到MnO₂修饰的碳布电极；其中，MnSO₄、NaAc、(NH₄)₂SO₄的用量为0.0125M-0.025M：0.25M：0.125M；沉积时间60min-180min，得到MnO₂修饰的碳布电极；

(3)将MnO₂修饰的碳布电极采用三电极体系电化学沉积方法在MnO₂纳米网线表面电沉积制备聚合吡咯，电解液是NaClO₄和吡咯单体的混合溶液，电压保持0.8V，电化学沉积得到网状聚吡咯包覆的MnO₂修饰的碳布电极；其中，NaClO₄的浓度为0.2M，吡咯单体为NaClO₄溶液体积的5％-10％；沉积时间1min-3min；

(4)取出步骤(3)中修饰过的电极，去离子水洗涤三次，空气晾干，N₂保护下400℃煅烧180min，自然冷却室温，得到网状氮掺杂碳包覆二氧化锰修饰的碳布电极。

2.如权利要求1所述的网状氮掺杂碳包覆二氧化锰碳布电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，超声时间为30min，采用的是功率为300W的超声处理器。

3.如权利要求1所述的网状氮掺杂碳包覆二氧化锰碳布电极的用途，用作纤维素水解液的微生物燃料电池的阳极材料。