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专利号: 2022103129606
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高效微生物燃料电池,其特征在于,所述高效微生物燃料电池的阴极为高效微生物燃料电池集成空气阴极,且所述高效微生物燃料电池集成空气阴极通过以下步骤制备得到:将氯化锌和聚丙烯腈加入N,N‑二甲基甲酰胺中混合均匀得到纺丝液;

将所述纺丝液进行静电纺丝得到纤维膜;

将所述纤维膜干燥后依次进行预氧化和高温碳化得到高效微生物燃料电池集成空气阴极;其中,所述氯化锌与聚丙烯腈的质量比为0.3:1。

2. 根据权利要求1所述高效微生物燃料电池,其特征在于,所述氯化锌与N,N‑二甲基甲酰胺的用量比为(0.1 0.4)g:10 mL。

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3. 根据权利要求1所述高效微生物燃料电池,其特征在于,所述将氯化锌和聚丙烯腈加入N,N‑二甲基甲酰胺中混合均匀得到纺丝液的步骤包括:将氯化锌加入N,N‑二甲基甲酰胺中,超声分散均匀后加入聚丙烯腈,加热搅拌混合均匀直至溶液成半透明状,得到纺丝液;其中,加热搅拌在水浴的条件下进行,水浴温度为40 80 ℃,搅拌时间为4 8 h。

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4. 根据权利要求1所述高效微生物燃料电池,其特征在于,所述静电纺丝过程中,施加电压范围为18 25 kV,纺丝液推出速度为0.5 2 mL/h,针尖与接收滚筒的距离设置为18 20 ~ ~ ~cm,滚筒直径为70 80 mm,滚筒速度为25 35 mm/s,喷头移动速度为1 10 mm/s,往返距离为~ ~ ~

70 80 mm。

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5. 根据权利要求1所述高效微生物燃料电池,其特征在于,采用真空干燥的方式将纤维膜进行干燥,干燥的温度为40 80 ℃,干燥时间为6 12 h;所述预氧化的温度为250 280~ ~ ~℃,时间为2 4 h;所述高温碳化的条件为:升温速度为3 10 ℃/min,目标温度为700 1000 ~ ~ ~℃,保温时间为1 3 h,高温碳化在氮气保护下进行。

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6. 根据权利要求1所述高效微生物燃料电池,其特征在于,所述预氧化的温度为250 ℃,时间为2 h;所述高温碳化的条件为:升温速度为5 ℃/min,目标温度为800 ℃,保温时间为1 h。