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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110981280A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911299166.7(22)申请日2019.12.17(71)申请人大连理工大学地址124221辽宁省盘锦市辽东湾新区大工路2号(72)发明人杨俏关庆誉高超(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人李晓亮潘迅(51)Int.Cl.C04B26/04(2006.01)C01B32/05(2017.01)H01M4/88(2006.01)H01M4/96(2006.01)H01M8/16(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种芦苇生物炭基复合电极材料的制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种芦苇生物炭基复合电极材料的制备方法和应用,属于电极材料制备技术领域。本发明所述的方法选用芦苇作为生物炭原料,将去叶洗净干燥后的芦苇进行研磨得到芦苇粉末;研磨后的芦苇粉末置于管式炉中以一定的升温速率和加热时间进行热解得到生物炭粉末;再将生物炭粉末与聚苯胺和聚乙烯粘结剂分别按照5:1:4的质量比混合并置于管式炉中以一定的升温速率和加热时间进行热解,最终得到生物炭基复合电极材料。本发明制备得到的芦苇生物炭基复合电极材料具有良好导电性、耐水性和生物相容性,能够作为底泥微生物燃料电池的阴极。CN110981280ACN110981280A权利要求书1/1页1.一种芦苇生物炭基复合电极材料的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括以下步骤:(1)将芦苇去叶洗净后置于烘箱中进行干燥,将干燥后的芦苇研磨得到芦苇粉末;(2)将芦苇粉末置于模具中压实后放入管式炉中,通入氮气以排尽管式炉中的氧气;再将温度升至100℃,并恒温20min;恒温预热结束后将温度升至700℃,并在700℃下恒温2h使芦苇粉末产生热解,最后将芦苇粉末样品自然冷却至室温,得到黑色产物;(3)将步骤(2)得到的黑色产物混匀研磨后经过筛选得到生物炭粉末;(4)将步骤(3)得到的生物炭粉末与聚苯胺和聚乙烯粘结剂按照5:1:4的质量比混匀并置于模具中压实,再将模具置于管式炉中,通入氮气以排尽氧气;再将温度升至180~220℃恒温热解1.5h,冷却至室温后得到生物炭/聚苯胺/聚乙烯粘结剂复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中的干燥温度为75℃,干燥时间为12h以上。3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述的生物炭粉末的粒径为150μm以下。4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(4)中的升温速率为10℃/min。5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(4)中的升温速率为10℃/min。6.如权利要求1-5任一所述制备方法制得的生物炭/聚苯胺/聚乙烯粘结剂复合材料的应用,其特征在于,以铂片电极作为辅助电极,以Ag/AgCl电极作为参比电极,以生物炭/聚苯胺/聚乙烯粘结剂复合材料为阴极,匹配电解液,组装底泥微生物燃料电池。2CN110981280A说明书1/3页一种芦苇生物炭基复合电极材料的制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及电极材料制备技术领域,具体涉及一种以芦苇为原料的生物炭基复合电极材料的制备方法和该材料在底泥微生物燃料电池的应用。背景技术[0002]微生物燃料电池就是一种将化学能转化为电能的技术,其具体原理为通过阳极表面附着生长的胞外产电菌代谢底物并产生电子,电子经由产电菌转移至阳极并通过外电路迁移至阴极,形成电子的定向移动形成电流。微生物燃料电池能够以污水中的有机物为底物从而同时实现对污染物的处理和电能的产生。区别于传统的污水处理方式,微生物燃料电池可以实现对污水中能量的回收利用。[0003]微生物燃料电池的电极特性对于产电能力有着很大的影响,因此人们常常开发新型电极以改进产电性能。生物炭是一种由动植物等生物质在缺氧条件下热解形成的富碳黑色固体物质。生物炭的制备原料十分易得,因此其成本较为低廉。生物炭常用于土壤改良,增加土壤的肥力。而生物炭的富碳多孔特性也使其可能成为一种有潜力的电极材料。发明内容[0004]为实现上述目的,本发明提供一种芦苇生物炭基复合电极材料的制备方法和应用,从而得到一种具有良好导电性、耐水性和生物相容性的电极材料,该电极材料可作为底泥微生物燃料电池的阴极。[0005]本发明采用如下技术方案:[0006]一种芦苇生物炭基复合电极材料的制备方法,包括以下步骤:[0007](1)将采集到的芦苇去叶洗净后放入烘箱中干燥,对干燥后的芦苇进行研磨得到芦苇粉末。[0008](2)称取芦苇粉末于模具中压实,将模具放置于管式炉中;之后通入20min的氮气以排尽管式炉中的氧气;