[发明专利]多孔抗污界面、电池电极、电池及制备方法

权利要求书

1.一种多孔抗污界面，其特征在于，通过如下步骤制备而成：将前驱体溶液均匀地涂覆在生物电极表面，于室温下经紫外灯照射获得涂敷在生物电极表面上的多孔抗污界面，

所述前驱体溶液，通过如下步骤制备而成：

将质量为0.05-0.1g的聚乙烯醇加入到体积为10-20mL的去离子水中，于80-97℃的条件下搅拌溶解，得到聚乙烯醇溶液；

将质量为0.05-0.1g的聚(乙烯醇)-N-甲基-4(4'-甲酰基苯乙烯基)吡啶鎓甲硫酸乙缩醛混合到体积为1-2mL的去离子水中，搅拌溶解得到聚(乙烯醇)-N-甲基-4(4'-甲酰基苯乙烯基)吡啶鎓甲硫酸乙缩醛溶液；

将酶与磷酸缓冲溶液或三(羟甲基)氨基甲烷缓冲溶液混合，得到250-350U·mL^-1或20-40U·mL^-1的酶溶液；所述酶为胆红素氧化酶或黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性葡萄糖脱氢酶；

将0.7-1.4mL的聚乙烯醇溶液，0.3-0.6mL的聚(乙烯醇)-N-甲基-4(4'-甲酰基苯乙烯基)吡啶鎓甲硫酸乙缩醛溶液和0.1-0.2mL的酶溶液混合，在室温下搅拌，得到前驱体溶液。

2.一种电池正电极，其特征在于：包括由绝缘部和非绝缘部组成的正极纤维，绝缘部为由聚二甲基硅氧烷涂覆在碳纳米管纤维上组成，非绝缘部由内而外依次设置碳纳米管纤维、电化学沉积层2-氨基蒽和权利要求1所述的多孔抗污界面以同轴结构组成，所述的酶为胆红素氧化酶。

3.一种电池负电极，其特征在于：包括由内而外依次设置的碳纳米管纤维、电化学沉积层聚亚甲基蓝和权利要求1所述的多孔抗污界面以同轴结构组成，所述的酶为黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性葡萄糖脱氢酶。

4.一种电池，其特征在于，由权利要求2所述的电池正电极和权利要求3所述的电池负电极加捻组成。

5.一种权利要求2所述的电池正电极的制备方法，步骤如下：

碳纳米管纤维的上半部分使用聚二甲基硅氧烷溶液涂覆，在鼓风烘箱中反应后，形成均匀聚二甲基硅氧烷膜，实现绝缘；

碳纳米管纤维剩余的下半部分浸入冰浴的2-氨基蒽重氮阳离子溶液，通入氩气进行除氧后，使用三电极体系进行循环伏安扫描，得到碳纳米管/2-氨基蒽复合纤维；所述2-氨基蒽重氮阳离子溶液由0.01-0.1g的2-氨基蒽和0.3-0.9g的亚硝酸钠溶解于20-40mL盐酸和20-40mL乙醇的混合溶液中，冰浴搅拌制备而成；

在碳纳米管/2-氨基蒽复合纤维的表面，涂覆包含胆红素氧化酶的多孔抗污界面的前驱体溶液，室温下经紫外线照射后形成多孔抗污界面，得到生物正极；

生物正极经磷酸缓冲溶液轻柔漂洗后，在2-6℃条件下，干燥过夜。

6.根据权利要求5所述的电池正电极的制备方法，其特征在于，所述的聚二甲基硅氧烷膜的制备步骤如下：

将聚二甲基硅氧烷溶液均匀涂地在碳纳米管纤维表面，在85-95℃鼓风烘箱中反应1-2h后，即可获得；

所述的碳纳米管/2-氨基蒽复合纤维的制备步骤如下：

将体积为20-40mL的盐酸与体积为20-40mL的乙醇混合，得到均匀的盐酸-乙醇溶液；

将0.01-0.1g的2-氨基蒽和0.3-0.9g的亚硝酸钠溶解于盐酸-乙醇溶液，冰浴搅拌，得到2-氨基蒽重氮阳离子溶液；

碳纳米管纤维作为工作电极，铂电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极，通入氩气除氧20-40min后，在100mV/s的扫速下，由-1到1V进行循环伏安扫描，扫描2-5圈，使2-氨基蒽重氮阳离子溶液中的芳基重氮阳离子在碳纳米管纤维上被电化学还原，得到碳纳米管/2-氨基蒽复合纤维。