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专利号: 2020105827463
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,

构建双室微生物燃料电池,包括阴极室和阳极室,所述阴极室和所述阳极室之间由质子交换膜隔开;

所述阳极室中包括预处理后的碳纸所制成的阳极,所述阴极室中包括负载PPy/TiO2光催化复合材料的改性碳纸所制成的阴极和钴酸锂,所述阳极和所述阴极之间外接一个电阻,所述阴极外加光源;

所述阳极室中以乙酸钠溶液为底物并接种驯化后的厌氧污泥,所述阴极室中加满氯化钠溶液,然后调节pH,连接所述阴极和所述阳极形成闭合回路,并在所述阴极浸出钴酸锂中的钴。

2.根据权利要求1所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述碳纸的预处理过程为:将碳纸先用稀硫酸浸泡10-30分钟,再用去离子水冲洗3-5次,然后在60-80℃下烘干20-24小时。

3.根据权利要求1所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述PPy/TiO2光催化复合材料的制备方法为:(1)将TiO2干燥,然后超声分散到盐酸和吡咯单体的混合液中并搅拌得到第一分散液;

(2)将无水FeCl3分散于甲醇溶液得到第二分散液,然后向所述第二分散液中缓慢滴加上述第一分散液进行反应,反应后依次用盐酸、无水乙醇、蒸馏水洗涤至产物为中性,收集产物干燥、研磨得到PPy/TiO2光催化复合材料。

4.根据权利要求3所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述PPy/TiO2光催化复合材料的制备方法:步骤(1)中所述干燥温度为60-70℃,干燥时间为20-24小时,所述TiO2和所述混合液的质量体积比为1g/mL,所述吡咯单体的体积占所述混合液体积的1%-2%,所述盐酸的浓度为1.2mol/L。

5.根据权利要求3所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述PPy/TiO2光催化复合材料的制备方法:步骤(2)中所述无水FeCl3和所述甲醇溶液的质量体积比为0.1-0.15g/mL,所述第一分散液与所述第二分散液的体积比为5:1,所述反应时间为8-12小时,所述干燥温度为50-60℃,干燥时间为18-24小时。

6.根据权利要求1所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述负载PPy/TiO2光催化复合材料的改性碳纸的制备方法为:(1)称取权利要求3-5任一项所述的PPy/TiO2光催化复合材料的制备方法制得的PPy/TiO2光催化复合材料与粘结剂混合,加入N-甲基吡咯烷酮并搅拌均匀,然后研磨得到分散材料;

(2)将分散材料涂覆在预处理后的碳纸上,然后干燥,得到负载PPy/TiO2光催化复合材料的改性碳纸。

7.根据权利要求6所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述负载PPy/TiO2光催化复合材料的改性碳纸的制备方法:步骤(1)中所述粘结剂为聚四氟乙烯,所述PPy/TiO2光催化复合材料与所述粘结剂的质量比为4:1,所述PPy/TiO2光催化复合材料与所述N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:2。

8.根据权利要求6所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述负载PPy/TiO2光催化复合材料的改性碳纸的制备方法:步骤(2)中所述干燥为真空干燥,所述干燥温度为50-70℃,干燥时间为20-24小时。

9.根据权利要求1所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述厌氧污泥与所述乙酸钠溶液的体积比为8:17,所述厌氧污泥与所述乙酸钠溶液的体积之和等于所述阳极室的有效容积。

10.根据权利要求1所述的一种光催化微生物燃料电池浸出钴酸锂的方法,其特征在于,所述氯化钠溶液的浓度为100-200mmol/L,所述乙酸钠溶液的浓度为0.5-2.0g/L,所述pH的调节范围是2-6,所述钴酸锂与所述氯化钠溶液的质量体积比为0.1-0.2mg/mL,所述光源与所述微生物燃料电池的阴极保持30-70cm的距离。