[发明专利]一种微生物产电催化还原CO2

权利要求书

1.一种微生物产电催化还原CO₂制备甲酸的方法，其特征在于，以含有异化铁还原菌菌悬液的组合物为阳极基质，以含有高纯CO₂气体的溶液为阴极基质，于阳极基质内置入碳毡阳极电极，于阴极基质置入碳毡阴极电极，并通过导线将两个电极相连，于30-50℃下，阳极产生的电子通过导线供给碳毡阴极电极，于碳毡阴极电极表面进行电催化还原CO₂加氢合成甲酸的反应。

2.根据权利要求1所述的一种微生物产电催化还原CO₂制备甲酸的方法，其特征在于，所述含有异化铁还原菌菌悬液的组合物包括：20-40mmol/L的PIPES缓冲液、10mL异化铁还原菌菌悬液和5mL电子供体；

其中，异化铁还原菌菌悬液的浓度为1.5×10⁹-3×10⁹cells/mL；

其中，所述电子供体的浓度为1mol/L，电子供体为乳酸、乳酸钠、乙酸、柠檬酸、葡萄糖中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种微生物产电催化还原CO₂制备甲酸的方法，其特征在于，所述含有高纯CO₂气体的溶液为：80mL、0.5-1.0mol/L的通入99.99％高纯CO₂气体的KHCO₃或NaHCO₃溶液。

4.根据权利要求1所述的一种微生物产电催化还原CO₂制备甲酸的方法，其特征在于，所述碳毡阳极电极和所述碳毡阴极电极为相同电极材料，碳毡电极材料按照如下步骤制备：

S1、裁剪：剪裁(3-6)×(3-6)cm²的碳毡；

S2、清洗处理：于90-120℃下，用体积分数为10-20％的HNO₃溶液将裁剪好的碳毡蒸煮5-8h，用蒸馏水冲洗至清洗液无色透明；

S3、碳毡电极材料制备：将清洗处理后的碳毡于90-120℃下、体积分数为10％的H₂O₂溶液中煮3-5h，用蒸馏水冲洗碳毡表面，烘干至恒重，得到碳毡电极材料。

5.根据权利要求1所述的一种微生物产电催化还原CO₂制备甲酸的方法，其特征在于，所述碳毡阴极电极上还负载有0.2-0.5g的金属@金属氧化物催化剂，所述负载的方法为：将Nafion与异丙醇以1:20的体积比混合得到混合液，将金属@金属氧化物催化剂加入至混合液中，超声混合均匀后，均匀涂覆在阴极碳毡电极材料上；

所述金属@金属氧化物催化剂为核壳结构，为Fe@Fe₂O₃纳米线、Co@Co₃O₄、Ni@NiO中的一种。