[发明专利]用于混合生物电源中的形状可控的双功能水凝胶阳极材料的制备方法

摘要

本发明提供的是一种用于混合生物电源中的形状可控的双功能水凝胶阳极材料的制备方法。由壳聚糖、碳纳米管和聚吡咯制成水凝胶阳极材料。该材料可以作为阳极材料用于混合生物电源，使其同时既能产生生物电又能存储生物电子，混合生物电源兼具微生物燃料电池和生物电容器的双重功能。水凝胶三维材料具有开放通透的大孔结构有利于传质和微生物在孔内部的附着，壳聚糖的存在大大增加了电极的生物相容性，易挂生物膜和增加微生物的附着量，同时CNT和聚吡咯的存在提高了导电性和电子的存储能力等，可提高阳极的生物电催化活性和电子的储存，提高电池的瞬时输出功率。制备工艺简单，可自支撑形成各种形状，在实际应用中具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种用于混合生物电源中的形状可控的双功能水凝胶阳极材料的制备方法，其特征是：(1)将纳米碳材料与壳聚糖按质量比1:10～10:1的比例溶于1％乙酸中，超声分散10min；加入戊二醛交联复合得到纳米碳材料和壳聚糖复合材料，离心分离、冲洗、40℃真空干燥8h；(2)将质量比为20:1～5:1的吡咯与纳米碳材料和壳聚糖复合材料，溶解于水和乙醇的混合溶剂中，超声分散均匀，然后加入与吡咯相同摩尔数的FeNO3·9H2O混合，在0～4℃下搅拌30s后静置，放入集流体，形成初始凝胶，初始凝胶在25～30℃保持生长5～30天，通过乙醇萃取，去除剩余的物质，并将生成的聚吡咯复合凝胶在去离子水中多次反复浸泡，进一步清洗、干燥，获得海绵状导电聚吡咯‑壳聚糖‑纳米碳材料复合水凝胶。