1.一种利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对微生物希瓦氏菌体进行扩大培养,离心得到湿菌体,加入含有三价态铁的铁矿进行培养,使希瓦氏菌将三价铁还原成二价铁,培养后进行离心、真空冷冻干燥,得到干菌体;
(2)将步骤(1)得到的干菌体进行研磨,然后在惰性气体氛围下煅烧,酸洗活化后用蒸馏水洗至pH中性,干燥后过筛得到微生物掺杂碳材料粉末。
2.根据权利要求1所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,步骤(1)所述加入铁矿进行培养,具体为:
将湿菌体分散到0.1mol/L的pH为7~8的磷酸缓冲液中,使菌浓度保持在OD600为0.5~2.0,加入维生素溶液、矿物质溶液;再分别加入乳酸钠和含有三价态铁的铁矿粉末;所述磷酸缓冲液中乳酸钠的浓度为10~80mmol/L,铁矿粉末中铁元素的浓度为1~4mmol/L。
3.根据权利要求1所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,步骤(1)所述扩大培养,具体为:
将希瓦氏菌加入牛肉膏蛋白胨液体培养基中,在25~35℃摇床中好氧扩大培养18~24h,得到浑浊的菌悬液,其中摇床转速为120~150r/min。
4.根据权利要求3所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,所述牛肉膏蛋白胨液体培养基的配方为牛肉膏3~8g/L、蛋白胨6~15g/L和氯化钠5~10g/L,并且调节pH至7~7.5之间。
5.根据权利要求1所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,步骤(1)所述培养后进行离心、真空冷冻干燥,具体为:
培养24~120h后进行离心、真空冷冻干燥。
6.根据权利要求1所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,步骤(1)所述离心,具体为:转速为6000~8000r/min,离心时间为5~10min。
7.根据权利要求1所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,步骤(1)所述真空冷冻干燥,具体为:
干燥的温度为-50~-20℃,冷冻干燥时间24~48h。
8.根据权利要求1所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,步骤(2)所述在惰性气体氛围下煅烧,具体为:
在氮气或者氩气氛围中于600~1000℃煅烧,时间为1~4h。
9.根据权利要求1所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,步骤(2)所述酸洗活化,具体为:
具体为盐酸或硝酸浸泡5~24h。
10.根据权利要求1所述的利用微生物与铁矿制备掺杂碳催化材料的方法,其特征在于,步骤(3)所述干燥,具体为:
所述干燥为烘箱干燥,干燥温度为55~105℃,干燥时间为12~24h。