[发明专利]介孔二氧化硅/聚吡咯纳米材料修饰的微生物燃料电池阳极制备方法

权利要求书

1.一种介孔二氧化硅/聚吡咯纳米材料修饰的微生物燃料电池阳极制备方法,其特征在于,步骤为,将采用溶胶-凝胶法和聚合反应制得的MS/PPy纳米复合材料，在Nafion液中常温超声分散后，涂敷在石墨毡上，最后烘干粘结负载在石墨毡载体表面；

a.介孔二氧化硅的合成：

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂，正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，无水乙醇为共溶剂，浓氨水为碱源，来制备介孔二氧化硅,模板剂的去除方法采用无水乙醇/浓盐酸溶液多次超声洗涤方式；

b. MS-PPy复合纳米材料的制备：

将介孔二氧化硅分散于15mL乙醇中，再加入吡咯单体；混合液放在超声振荡器中超声震荡20min后转到烧瓶中，在机械搅拌条件下，加入15mL含有0.9g FeCl₃的水溶液，反应12小时候后把所得溶液离心分离，取离心后固体，用二次蒸馏水水洗三遍，真空干燥，得到MS-PPy复合纳米材料；

c. MS-PPy复合纳米材料修饰石墨毡电极制备：

（1）石墨毡预处理

将石墨毡切割成1.0 cm×1.0 cm的正方形，厚2mm，在50℃条件下，分别在1M HCl和3％H₂O₂中浸泡30 min，每一步之后都必须在去离子水中浸泡30min；待其干燥后备用；用导电石墨胶把石墨毡粘到石墨棒上，80℃干燥2 h，再用AB胶固定，指甲油封闭；

（2）MS-PPy复合纳米材料修饰石墨毡电极

将MS-PPy复合纳米材料分散在1%Nafion溶液中，均匀涂覆在石墨毡电极表面，室温隔夜干燥；

步骤a中介孔二氧化硅的合成具体采用如下步骤：

（1）称取CTAB分散于无水乙醇、蒸馏水和浓氨水的混合溶液中，超声分散至均匀；

（2）取2.0g TEOS 与无水乙醇分散均匀后，以 100-300 r•min^-1的速度缓慢滴加到混合溶液中；

（3）室温搅拌 2-8h 后，转移至离心管内，以 转速2000-5000 r•min^-1离心分离后，去除上层清液，分别用无水乙醇和浓盐酸混合溶液、蒸馏水、无水乙醇超声洗涤数次；

（4）于真空干燥箱内干燥，即制备出介孔二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅/聚吡咯纳米材料修饰的微生物燃料电池阳极制备方法,其特征在于,所述CTAB称取重量为0.75g，混合溶液为100mL 无水乙醇、150mL蒸馏水和6.0mL浓氨水，超声分散时间为30min。

3.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅/聚吡咯纳米材料修饰的微生物燃料电池阳极制备方法,其特征在于,步骤（3）中混合溶液为 100mL无水乙醇和5mL浓盐酸，洗涤次数为5-8次。

4.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅/聚吡咯纳米材料修饰的微生物燃料电池阳极制备方法,其特征在于,步骤（4）中真空干燥箱内干燥温度为 50℃，干燥时间为 12h。

5.权利要求1所述制备方法制得的介孔二氧化硅/聚吡咯纳米材料修饰的微生物燃料电池阳极在微生物燃料电池电极中的应用。