[发明专利]一种基于蚕丝蛋白微晶纤维素和导电碳纳米管的生物燃料电池电极材料以及制备方法

摘要

本发明公开了一种基于蚕丝蛋白微晶纤维素和导电碳纳米管的生物燃料电池电极材料以及制备方法，其包括由下列重量份的原料：蚕丝蛋白微晶纤维素15‑21、短链醇9‑10、钠基膨润土18‑22、硫酸钠12‑14、聚乙二醇9‑11、羧基化多壁碳纳米管15‑19、包含铜离子的聚离子液体11‑12、纳米锰酸锂4‑6、聚乙烯基咪唑固化剂4‑5、碳二亚胺盐酸盐4‑5、适量的去离子水。本发明结合了纳米纤维的高比表面积和碳纳米管优异的导电性的特点，有效提高了生物燃料电池电极处的氧化还原酶的催化效率。该材料具有制备过程简单，容易从反应体系中回收，提高酶的利用率和储存稳定性的优点，有效的提高了生物燃料电池的效率。

主权项

1.一种基于蚕丝蛋白微晶纤维素和导电碳纳米管的生物燃料电池电极材料，其特征在于，由下列重量份的原料制备：蚕丝蛋白微晶纤维素15‑21、短链醇9‑10、钠基膨润土18‑22、硫酸钠12‑14、聚乙二醇9‑11、羧基化多壁碳纳米管15‑19、包含铜离子的聚离子液体11‑12、纳米锰酸锂4‑6、聚乙烯基咪唑固化剂4‑5、碳二亚胺盐酸盐4‑5、适量的去离子水；以上所述的基于蚕丝蛋白微晶纤维素和导电碳纳米管的生物燃料电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将蚕丝蛋白微晶纤维素、短链醇、包含铜离子的聚离子液体混合，置于超声仪中采用200W的超声波辅助搅拌处理2‑3h,得改性蚕丝蛋白微晶纤维素溶液；(2)将钠基膨润土、硫酸钠、聚乙二醇以及总重量2‑3倍的去离子水混合，置于超声仪中在50‑60KHz的超声下搅拌处理2‑3h，制得膨润土胶体溶液备用；(3)将羧基化多壁碳纳米管、纳米锰酸锂以及总重量2‑3倍的去离子水混合搅拌2‑3h至均匀，并采用低温等离子体辅助处理增大其比表面积得改性多壁碳纳米管备用；(4)将改性蚕丝蛋白微晶纤维素溶液、膨润土胶体溶液、改性多壁碳纳米管进行混合搅拌均匀，之后加入聚乙烯基咪唑固化剂，并循环通入惰性气体，在25℃下振荡20‑24h至固化，之后加入碳二亚胺盐酸盐以及总重量2‑4倍的去离子水100℃加热4‑6h，过滤，压延制备成片状，180℃烘烤3‑4h至干燥即得。