一种氮掺杂多孔碳的合成方法及其在微生物燃料电池阳极方面的应用与流程

文档序号:11956765阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法,包括以下步骤:

(1)氮掺杂多孔碳N-C的合成:以柠檬酸钠为碳源,以三聚氰胺为氮源,按不同的比例混合研磨,分别放入瓷盅里在管式炉中煅烧,从常温,以5℃/min升温到800℃,在800℃下保持5h;自然冷却至室温,取出后为黑色多孔状固体,再次研磨,待用;

(2)氮掺杂多孔碳N-C杂质的去除:将(1)中最终生成的复合物依次用稀盐酸、去离子水冲洗,过滤,80℃真空条件下干燥12h,即得到氮掺杂多孔碳N-C材料。

2.一种根据权利要求1所述的氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法制作出的氮掺杂多孔碳N-C材料在微生物燃料电池阳极方面的应用,其特征在于包括以下步骤:

(1)所述合成的氮掺杂多孔碳N-C材料与相应的溶剂和粘接剂混合制作成浆液涂到长宽为2*1cm碳布上制作成微生物燃料电池阳极,与普通没有涂合成材料的碳布一起组装到微生物燃料电池阳极室;

(2)使用碳刷作为微生物燃料电池阴极,与质子交换膜一起搭建成H型微生物燃料电池装置,在温度为33℃左右条件下,将配置的阴极液和阳极微生物生长液分别装入对应的阴、阳极室中进行培养;

(3)通过电压数据采集器,每五分钟采集一次外电阻电压值,根据外电阻电压值的变化,定期更换阳极微生物生长所需营养液;

(4)随着培养时间的延长,在降低外电路电阻值的条件下,筛选出抗高电流通过的微生物菌群,待微生物阳极材料上生成稳定的微生物膜,进一步进行相关性能的测试。

3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法,其特征在于:其(1)步骤中所述的三聚氰胺、柠檬酸钠质量分数分别为1/8、1/10、1/15。

4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法,其特征在于:其(1)步骤中所述的惰性气体为Ar气或者N2

5.根据权利要求1所述的一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法,其特征在于:其(1)步骤中所述的煅烧温度为800℃。

6.根据权利要求1所述的一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法,其特征在于:其(2)步骤中所述的盐酸所述的浓度为0.1 mol/L。

7.根据权利要求2所述的一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法制作出的氮掺杂多孔碳N-C材料在微生物燃料电池阳极方面的应用,其特征在于:所述的在阴极液和阳极培养液中的PH值为中性。

8.根据权利要求2所述的一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法制作出的氮掺杂多孔碳N-C材料在微生物燃料电池阳极方面的应用,其特征在于:所述的在微生物燃料电池培养温度为33℃左右。

9.根据权利要求2所述的一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法制作出的氮掺杂多孔碳N-C材料在微生物燃料电池阳极方面的应用,其特征在于:所述的更换外电路电阻值,筛选出能够抗高电流通过的微生物菌群。

10.根据权利要求2所述的一种氮掺杂多孔碳N-C材料的合成方法制作出的氮掺杂多孔碳N-C材料在微生物燃料电池阳极方面的应用,其特征在于:所述的定期更换阳极培养液。

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