[发明专利]一种以细菌为模板的石墨烯基复合薄膜及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种以细菌为模板的石墨烯基复合薄膜及其制备方法和应用。该方法以细菌为软模板材料，在室温搅拌条件下利用静电作用在细胞壁上吸附Mn2+粒子，再与石墨烯混合均匀，通过真空抽滤得到自支撑薄膜，最后通过生物矿化作用得到高导电性的多孔石墨烯/MnOx复合薄膜材料。该细菌模板导向的石墨烯基复合薄膜作为自支撑电极材料时无需任何粘结剂和导电剂，应用于超级电容器中，可大大提高超级电容器的循环使用寿命和电容性能。

主权项

一种以细菌为模板的石墨烯基复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法是以细菌为模板，石墨烯和MnOx为活性材料，室温搅拌条件下利用静电作用在细胞壁上吸附Mn2+粒子，再与氧化石墨烯溶液混合均匀，通过真空抽滤得到自支撑薄膜，最后通过生物矿化作用得到高导电性的多孔石墨烯/MnOx复合薄膜，具体包括如下步骤：(1)取菌液与Mn2+和Na+混合溶液在室温下搅拌反应4～14h，离心，洗涤；(2)将步骤(1)所得产物分散于10～20mL氧化石墨烯溶液中，振荡均匀，真空抽滤，晾干后将滤饼从滤膜上剥离下来；(3)将步骤(2)剥离所得薄膜在惰性气体氛围下400～800℃退火2～5h，即得多孔石墨烯/MnOx复合薄膜；步骤(1)所述的菌液为细菌水溶液；所述细菌为革兰氏阳性菌；所述细菌水溶液的OD600nm为0.5～3.5，步骤(1)所述Mn2+和Na+混合溶液中，Mn2+的浓度为5～50mM，步骤(1)所述Mn2+和Na+混合溶液中，Na+的浓度为10～100mM；步骤(2)所述氧化石墨烯溶液的浓度为1.0～3.0mg/mL。