專利名稱：酶生物燃料電池電極及在制備雙室酶生物燃料電池中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池電極，特別涉及一種酶生物燃料電池電極及在制備雙室酶生物燃料電池中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
生物燃料電池是利用酶或者微生物組織作為催化劑，將燃料，如葡萄糖，乙醇等的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一類電池。微生物工作的本質(zhì)也就是利用其體內(nèi)的酶進(jìn)行催化反應(yīng)，由于微生物燃料電池的研究較為復(fù)雜，而酶燃料電池可以提供更高的輸出功率，工作環(huán)境也更為溫和，所以，目前酶生物燃料電池為主要的研究方向。葡萄糖是自然界普遍存在的有機(jī)物，同時(shí)存在于人體內(nèi)，它可以被葡萄糖氧化酶氧化而運(yùn)用于的電池的陽極，基于葡萄糖的生物燃料電池在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，能源領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。酶生物燃料電池按照陰極的不同可以分為單室酶生物燃料電池和雙室酶生物燃料電池。前者是利用空氣 中的氧氣作為電子受體。主要優(yōu)點(diǎn)是體積小，原料便宜。雙室酶生物燃料電池的陰極電子受體根據(jù)所用的酶的不同有更多的選擇，相對(duì)于傳統(tǒng)的使用化學(xué)催化劑作為陰極，生物陰極具有以下優(yōu)點(diǎn)①不需要添加化學(xué)催化劑或人工媒介體，降低了其構(gòu)建成本不存在化學(xué)催化劑失活現(xiàn)象，提高電池穩(wěn)定性；③陰極的底物廣泛，有廣闊的應(yīng)用前景。影響電池性能的一個(gè)重要因素是酶的催化效率問題。酶的催化效率主要取決于酶的固定，包括酶固定量，固定的穩(wěn)定性，酶活性中心與底物之間電子傳遞等。通常的固定化方法大體可概括為四種類型吸附法(包括物理吸附和離子交換吸附法)、共價(jià)偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法。包埋法作為酶固定的一種重要方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)酶的固定量大，包埋膜種類多，固定牢固，操作簡單。殼聚糖分子中存在豐富的羥基和氨基，與各種蛋白質(zhì)的親和力非常強(qiáng)，是一種固定化酶的優(yōu)良載體。殼聚糖的氨基在適當(dāng)?shù)腜H下容易質(zhì)子化形成陽離子聚電解質(zhì)。海藻酸鈉作為天然高分子材料因其安全、環(huán)保以及工藝方面的優(yōu)良性也廣泛應(yīng)用于酶的固定化中，如固定化脂肪酶、谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶等。海藻酸鈉的羧基在水中易離子化成陰離子聚電解質(zhì)，聚陽離子和聚陰離子可互相吸引形成穩(wěn)定的聚電解質(zhì)化合物。利用殼聚糖氨基組與海藻酸羧基組的結(jié)合作用可以很好的將酶固定在凝膠網(wǎng)絡(luò)中。納米材料因其特有的特性而廣泛運(yùn)用于電極的修飾。碳納米管因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的電學(xué)和機(jī)械性能，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)之一。將碳納米管運(yùn)用于酶生物燃料電池中，可以很好的改善電極的性能，增大其對(duì)酶的吸附量，酶的穩(wěn)定性，電子的傳導(dǎo)效力
坐寸ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種酶生物燃料電池陽極的制備方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種酶生物燃料電池電極的制備方法，是以碳紙為電極基板，以海藻酸鈉/碳納米管/殼聚糖復(fù)合體系固定酶得到酶生物燃料電池電極；所述的碳納米管優(yōu)選短單壁碳納米管或者短多壁碳納米管，直徑為20 30nm，長度為O. 5 2 μ m ;所述的殼聚糖優(yōu)選分子量在I 5萬道爾頓的殼聚糖，更優(yōu)選為分子量為3萬道爾頓的殼聚糖；所述的海藻酸鈉的粘度為1. 05 1. 15Pa. s ；所述的酶為葡萄糖氧化酶或辣根過氧化物酶；所述的酶生物燃料電池電極包括陽極和陰極；

所述的酶生物燃料電池電極的制備方法，優(yōu)選包括以下具體步驟(I)將碳納米管放入丙酮溶液中浸泡，過濾，并用蒸餾水清洗；將清洗過的碳納米管置于按體積比3:1配比得到的H2S04/HN03混酸溶液中超聲，過濾，用蒸餾水清洗干凈，真空干燥；得到處理過的碳納米管；(2)將步驟(I)處理過的碳納米管與質(zhì)量百分比O. 5 1. 5%的海藻酸鈉水溶液混合，其中，碳納米管和海藻酸鈉按質(zhì)量比1:1配比；超聲，形成分散均勻的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液；(3)將碳紙放入丙酮溶液中浸泡，取出用蒸餾水清洗，然后真空干燥；(4)將濃度為8 12mg/ml的酶水溶液和步驟(2)得到的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液按體積比1:1混合，將得到的混合液均勻地涂布在步驟(3)處理過的碳紙表面，干燥，其中每平方厘米碳紙上涂布Iml混合液；(5)將殼聚糖溶于濃度為O. 2mol/L的乙酸溶液中，得到殼聚糖乙酸溶液，其中殼聚糖的終濃度為質(zhì)量百分比O. 5% ；(6)將步驟(4)干燥得到的碳紙浸入步驟(5)制備的殼聚糖乙酸溶液，固化，得到負(fù)載有酶的碳紙，即酶生物燃料電池電極； 步驟(I)所述的浸泡的時(shí)間優(yōu)選為30分鐘；步驟(I)中所述的超聲的條件優(yōu)選為IOOHz超聲6h ；步驟(2)中所述的超聲的條件優(yōu)選為50°C、100Hz超聲6h ；步驟(3 )中所述的浸泡的時(shí)間優(yōu)選為6h ；步驟(3)中所述的真空干燥的條件優(yōu)選為100°C真空干燥12h ；步驟(4)中所述的干燥的條件為4°C干燥；步驟(4)中所述的酶為葡萄糖氧化酶或辣根過氧化物酶；當(dāng)所述的酶生物燃料電池電極為陽極時(shí)，所述的酶為葡萄糖氧化酶；當(dāng)所述的酶生物燃料電池電極為陰極時(shí)，所述的酶為辣根過氧化物酶；步驟(6 )中所述的固化的時(shí)間優(yōu)選為8h ；一種酶生物燃料電池電極，通過上述制備方法制備得到；所述的酶生物燃料電池電極，可用于制備酶生物燃料電池或是生物傳感器；一種雙室酶生物燃料電池，以上述酶生物燃料電池電極為陽極和陰極，酶反應(yīng)底物為燃料，質(zhì)子半透膜為分隔膜組裝得到；所述的雙室酶生物燃料電池的制備方法，包含以下步驟(I)按照上述酶生物燃料電池電極的制備方法制備酶生物電極，其中用葡萄糖氧化酶制備得到的酶生物燃料電池電極為陽極，用辣根過氧化物酶制備得到的酶生物燃料電池電極為陰極；(2)陽極室的溶液為pH7. 0,0. 2mol/L的PBS緩沖溶液，其中含O. 2mM 二茂鐵和150mM葡萄糖；(3)陰極室的溶液為pH7. 0,0. 2mol/L的PBS緩沖溶液，其中含IOOmM過氧化物；(4)將質(zhì)子半透膜在雙氧水中預(yù)處理后，將陽極室和陰極室隔開，得到雙室酶生物燃料電池。步驟(3)中所述的過氧化物優(yōu)選為過氧化氫(雙氧水)或過氧化叔丁醇；步驟(4)中所述的預(yù)處理的具體步驟優(yōu)選為將質(zhì)子半透膜置于質(zhì)量百分比30%的雙氧水中沸騰lOmin，取出在蒸餾水中煮沸15min，然后在1:1硫酸中在801煮301^11，取出在蒸餾水中煮沸15min，然后放入蒸餾水中保存?zhèn)溆?。本發(fā)明的原理酶的固定是影響電池性能的關(guān)鍵因素。海藻酸鈉和殼聚糖組成的聚電解質(zhì)化合物對(duì)酶有很好的包埋效果。碳納米管作為一種廣泛使用的納米材料，對(duì)酶的吸附和電子傳導(dǎo)都有良好的效果。將碳納米管和海藻酸鈉/殼聚糖組成的凝膠體系結(jié)合，協(xié)同固定酶，使電極的性能得到極大的提高。
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本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(I)本發(fā)明采用包埋法和吸附法協(xié)同固定酶，固定效果好，酶的性能穩(wěn)定。(2)本發(fā)明采用海藻酸鈉、殼聚糖和碳納米管為固定材料，生物相容性好，價(jià)格便且。(3)本發(fā)明的應(yīng)用廣泛，可用于燃料電池、生物傳感器和廢水的處理等領(lǐng)域。


圖1是實(shí)施例1對(duì)應(yīng)功率密度圖，曲線A為實(shí)施例2對(duì)應(yīng)的功率密度圖，曲線B為對(duì)比例I對(duì)應(yīng)的功率密度圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1(I)取一定量碳納米管(直徑20 30nm，長度O. 5 2 μ m)放入丙酮中浸泡30min，然后過濾，用蒸餾水清洗，烘干。然后將清洗過的碳納米管加入H2S04/HN03 (3:l，v/v)混酸溶液中超聲(IOOHz ) 6h，過濾，用蒸餾水清洗干凈，真空干燥，備用。(2)以水為溶劑，50°C配制1% (w/w)的海藻酸鈉(粘度1. 05 1. 15Pa. s)溶液。將步驟(I)處理好的碳納米管和海藻酸鈉溶液混合，碳納米管和海藻酸鈉按質(zhì)量比1:1配t匕(碳納米管的終濃度可計(jì)為1% (w/w));超聲處理(50°C、IOOHz)6h，形成分散均勻的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液。
(3)取兩張?zhí)技?IX lcm),放入丙酮溶液中浸泡6h,取出用蒸懼水清洗，然后100°C下真空干燥12h。(4)配制O. 2mol/L的乙酸溶液，將殼聚糖(分子量3萬道爾頓)溶于其中，配成O. 5%(w/w)的殼聚糖乙酸溶液。(5)用水配制8mg/ml的葡萄糖氧化酶，將酶溶液與步驟(2)制備的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液按體積比1:1混合。取Iml混合液均勻的涂在步驟(3)中處理過的碳紙表面，4°C干燥；浸入步驟(4)制備的殼聚糖乙酸溶液，固化8h。連接銀絲，得到陽極。(6)用水配制8mg/ml的辣根過氧化物酶，將酶溶液與步驟(2)制備的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液按體積比1:1混合。取Iml混合液均勻的涂在步驟(3)中處理過的碳紙表面，4°C干燥；浸入步驟(4)制備的殼聚糖乙酸溶液，固化8h。連接銀絲，得到陰極。(7)將質(zhì)子半透膜置于質(zhì)量百分比30%的雙氧水中沸騰lOmin，取出在蒸餾水中煮沸15min，然后在1:1硫酸中在801煮301^11，取出在蒸餾水中煮沸15min，然后放入蒸餾水中保存?zhèn)溆谩?8)陽極室的溶液為 pH7. 0,0. 2mol/LPBS 緩沖溶液(O. 2moI/LNa2HPO4 和 O. 2mol/LNaH2PO4按體積比3:2配比得到，下同)，含O. 2mM 二茂鐵和150mM葡萄糖。(9)陰極室的溶液為pH7. 0,0. 2mol/LPBS緩沖溶液，含IOOmM雙氧水。(10)電池的組裝a、制備的酶生物燃料 電池為雙室電池，分為陽極室和陰極室，中間用處理過的質(zhì)子半透膜作為電解質(zhì)將陽極室溶液和陰極室溶液分開，然后將陽極室溶液和陰極室溶液加入各室中；b、將制備好的分別載有葡萄糖氧化酶和辣根過氧化物酶的碳紙分別放入陽極室和陰極室，并用銀絲與外電路相連，組裝成雙室酶生物燃料電池。(11)電池的測試電池的測試使用新威電池性能測試系統(tǒng)CT-3008W，測試得出電池的電壓和電流密度，然后計(jì)算出功率密度。其中功率密度計(jì)算公式P=UI/S，mW/m2。其中，U為電壓，V ;1為電流，mA ；S為陽極面積，m2。得到的酶生物燃料電池最大功率密度為170 μ W/cm2。實(shí)施例2(I)取一定量碳納米管，處理同實(shí)施例1中步驟(I)。(2)以水為溶劑，海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液配制同實(shí)施例1中步驟(2)。(3)取兩張?zhí)技?IX lcm)，處理方法同實(shí)施例1中步驟(3)。(4)殼聚糖乙酸溶液的配制同實(shí)施例1中步驟(4)。(5)用水配制12mg/ml的葡萄糖氧化酶，將酶溶液與步驟(2)制備的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液按體積比1:1混合。取Iml混合液均勻的涂在步驟(3)中處理過的碳紙表面，4°C干燥；浸入步驟(4)制備的殼聚糖乙酸溶液，固化8h。連接銀絲，得到生物陽極。(6)陰極的制作同實(shí)施例1中步驟(6)。(7)質(zhì)子半透膜的處理同實(shí)施例1中步驟(7)。(8)陽極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(8)。( 9 )陰極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(9 )。(10)電池的組裝同實(shí)施例1中步驟(10)。
(11)電池的測試電池的測試同實(shí)施例1中(11)，測得功率密度曲線為圖1中曲線A，功率密度P=UI/S，mW/m2。其中，U為電壓，V ;1為電流，mA ;S為陽極面積，m2。電壓、電流在新威電池性能測試系統(tǒng)CT-3008W上進(jìn)行檢測，用Origin繪圖軟件，將測得的電壓、電流數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件繪圖，以公式P=UI/S計(jì)算功率密度并繪制功率曲線，得到的酶生物燃料電池最大功率密度為208μ W/cm2。同時(shí)以沒有碳納米管的電極(如對(duì)比例I制備的電極為對(duì)照)，得到的結(jié)果如圖1曲線B所示，通過圖中的結(jié)果可以看出，以海藻酸鈉/碳納米管/殼聚糖復(fù)合體系固定酶得到酶生物燃料電池電極制備的酶生物燃料電池的功率密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以不加碳納米管的修飾酶電極制備的燃料電池的功率密度，說明以海藻酸鈉/碳納米管/殼聚糖復(fù)合體系固定酶得到酶生物燃料電池電極，可以極大的提高酶生物燃料電池的性能。實(shí)施例3(I)取一定量碳納米管，處理同實(shí)施例1中步驟(I)。(2)以水為溶劑，50°C配制O. 5% (w/w)的海藻酸鈉(粘度1. 05 1. 15Pa. s)溶液。將步驟(I)處理好的碳納米管和海藻酸鈉溶液混合，碳納米管和海藻酸鈉按質(zhì)量比1:1配t匕(碳納米管的終濃度可計(jì)為1% (w/w));超聲處理(50°C、IOOHz)6h，形成分散均勻的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液。(3)取兩張?zhí)技?IX lcm)，處理方法同實(shí)施例1中步驟(3)。(4)殼聚糖乙酸溶液的配制同實(shí)施例1中步驟(4)。(5)陽極的制作同實(shí)施例1中步驟(5)。

(6)陰極的制作同實(shí)施例1中步驟(6)。(7)質(zhì)子半透膜的處理同實(shí)施例1中步驟(7)。( 8 )陽極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(8 )。( 9 )陰極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(9 )。(10)電池的組裝同實(shí)施例1中步驟(10)。(11)電池的測試電池的測試同實(shí)施例1中(11)，得到的酶生物燃料電池最大功率密度為160 μ W/cm2實(shí)施例4(I)取一定量碳納米管，處理同實(shí)施例1中步驟(I)。(2)以水為溶劑，50°C配制1. 5% (w/w)的海藻酸鈉(粘度1. 05 1. 15Pa. s)溶液。將步驟(I)處理好的碳納米管和海藻酸鈉溶液混合，碳納米管和海藻酸鈉按質(zhì)量比1:1配t匕(碳納米管的終濃度可計(jì)為1% (w/w));超聲處理(50°C、100Hz)6h，形成分散均勻的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液。(3)取兩張?zhí)技?IX lcm)，處理方法同實(shí)施例1中步驟(3)。(4)殼聚糖乙酸溶液的配制同實(shí)施例1中步驟(4)。(5)陽極的制作同實(shí)施例1中步驟(5)。(6)陰極的制作同實(shí)施例1中步驟(6)。(7)質(zhì)子半透膜的處理同實(shí)施例1中步驟(7)。(8)陽極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(8)。(9)陰極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(9)。
(10)電池的組裝同實(shí)施例1中步驟(10)。(11)電池的測試電池的測試同實(shí)施例1中(11)，得到的酶生物燃料電池最大功率密度為180 μ W/cm2對(duì)比例I(I)以水為溶劑，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的海藻酸鈉溶液(2)取兩張?zhí)技?IX lcm)，處理方法同實(shí)施例1中步驟(3)。(3)殼聚糖乙酸溶液的配制同實(shí)施例1中步驟(4)。(4)用水配制12mg/ml的葡萄糖氧化酶，將酶溶液與步驟(2)制備的海藻酸鈉溶液。取Iml混合液均勻的涂在步驟(3)中處理過的碳紙表面，4°C干燥；浸入步驟(4)制備的殼聚糖乙酸溶液，固化8h。連接銀絲，得到生物陽極。。(6)陰極的制作同實(shí)施例1中步驟(6)。(7)質(zhì)子半透膜的處理同實(shí)施例1中步驟(7)。(8)陽極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(8)。(9)陰極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(9)。(10)電池的組裝同實(shí)施例1中步驟(10)。(11)電池 的測試:電池的測試同實(shí)施例1中(11)，得到的酶生物燃料電池最大功率密度為100 μ W/cm2。對(duì)比例2(I)取一定量碳納米管，處理同實(shí)施例1中步驟(I)。(2)以水為溶劑，海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液配制同實(shí)施例1中步驟(2)。(3)取兩張?zhí)技?IX lcm)，處理方法同實(shí)施例1中步驟(3)。(4)殼聚糖乙酸溶液的配制同實(shí)施例1中步驟(4)。(5)用水配制4mg/ml的葡萄糖氧化酶，將酶溶液與步驟(2)制備的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液按體積比1:1混合。取Iml混合液均勻的涂在步驟(3)中處理過的碳紙表面，4°C干燥；浸入步驟(4)制備的殼聚糖乙酸溶液，固化8h。連接銀絲，得到生物陽極。(6)陰極的制作同實(shí)施例1中步驟(6)。(7)質(zhì)子半透膜的處理同實(shí)施例1中步驟(7)。( 8 )陽極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(8 )。(9)陰極室溶液配制同實(shí)施例1中步驟(9)。(10)電池的組裝同實(shí)施例1中步驟(10)。(11)電池的測試電池的測試同實(shí)施例1中(11)，得到的酶生物燃料電池最大功率密度為100 μ W/cm2。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種酶生物燃料電池電極的制備方法，其特征在于是以碳紙為電極基板，以海藻酸鈉/碳納米管/殼聚糖復(fù)合體系固定酶得到酶生物燃料電池電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶生物燃料電池電極的制備方法，其特征在于所述的碳納米管為短單壁碳納米管或者短多壁碳納米管，直徑為20 30nm，長度為O. 5 2 μ m ; 所述的殼聚糖為分子量在I 5萬道爾頓的殼聚糖； 所述的海藻酸鈉的粘度為1. 05 1. 15Pa. s ； 所述的酶為葡萄糖氧化酶或辣根過氧化物酶； 所述的酶生物燃料電池電極為陽極和/或陰極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酶生物燃料電池電極的制備方法，其特征在于包括以下具體步驟 (1)將碳納米管放入丙酮溶液中浸泡，過濾，并用蒸餾水清洗；將清洗過的碳納米管置于按體積比3:1配比得到的H2S04/HN03混酸溶液中超聲，過濾，用蒸餾水清洗干凈，真空干燥；得到處理過的碳納米管； (2)將步驟(I)處理過的碳納米管與質(zhì)量百分比O.5 1. 5%的海藻酸鈉水溶液混合，其中，碳納米管和海藻酸鈉按質(zhì)量比1:1配比；超聲，形成分散均勻的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液； (3)將碳紙放入丙酮溶液中浸泡，取出用蒸餾水清洗，然后真空干燥； (4)將濃度為8 12mg/ml的酶水溶液和步驟(2)得到的海藻酸鈉/碳納米管復(fù)合物分散液按體積比1:1混合，將得到的混合液均勻地涂布在步驟(3)處理過的碳紙表面，干燥，其中每平方厘米碳紙上涂布Iml混合液； (5)將殼聚糖溶于濃度為O.2mol/L的乙酸溶液中，得到殼聚糖乙酸溶液，其中殼聚糖的終濃度為質(zhì)量百分比O. 5% ； (6)將步驟(4)干燥得到的碳紙浸入步驟(5)制備的殼聚糖乙酸溶液，固化，得到負(fù)載有酶的碳紙，即酶生物燃料電池電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酶生物燃料電池電極的制備方法，其特征在于 步驟(I)所述的浸泡的時(shí)間為30分鐘； 步驟(I)中所述的超聲的條件為IOOHz超聲6h ； 步驟(2)中所述的超聲的條件為50°C、100Hz超聲6h ； 步驟(3)中所述的浸泡的時(shí)間為6h ； 步驟(3)中所述的真空干燥的條件為100°C真空干燥12h ； 步驟(4)中所述的干燥的條件為4°C干燥； 步驟(4)中所述的酶為葡萄糖氧化酶或辣根過氧化物酶； 當(dāng)所述的酶生物燃料電池電極為陽極時(shí)，所述的酶為葡萄糖氧化酶； 當(dāng)所述的酶生物燃料電池電極為陰極時(shí)，所述的酶為辣根過氧化物酶； 步驟(6)中所述的固化的時(shí)間為8h。
5.一種酶生物燃料電池電極，通過權(quán)利要求3所述的制備方法制備得到。
6.權(quán)利要求5所述的酶生物燃料電池電極在制備酶生物燃料電池或生物傳感器中的應(yīng)用。
7.一種雙室酶生物燃料電池，其特征在于以權(quán)利要求5所述的酶生物燃料電池電極為陽極和陰極。
8.權(quán)利要求7所述的雙室酶生物燃料電池的制備方法，其特征在于包含以下步驟 (O按照上述酶生物燃料電池電極的制備方法制備酶生物電極，其中用葡萄糖氧化酶制備得到的酶生物燃料電池電極為陽極，用辣根過氧化物酶制備得到的酶生物燃料電池電極為陰極；(2)陽極室的溶液為pH7.0,0. 2mol/L的PBS緩沖溶液，其中含O. 2mM 二茂鐵和150mM葡萄糖； (3)陰極室的溶液為pH7.0,0. 2mol/L的PBS緩沖溶液，其中含IOOmM過氧化物； (4)將質(zhì)子半透膜在雙氧水中預(yù)處理后，將陽極室和陰極室隔開，得到雙室酶生物燃料電池。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述雙室酶生物燃料電池的制備方法，其特征在于 步驟(3)中所述的過氧化物為過氧化氫或過氧化叔丁醇； 步驟(4)中所述的預(yù)處理的具體步驟為將質(zhì)子半透膜置于質(zhì)量百分比30%的雙氧水中沸騰lOmin，取出在蒸餾水中煮沸15min，然后在1:1硫酸中在80°C煮30min，取出在蒸餾水中煮沸15min，然后放入蒸餾水中保存。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種酶生物燃料電池電極及在制備雙室酶生物燃料電池中的應(yīng)用。本發(fā)明是以碳紙為電極基板，以海藻酸鈉/碳納米管/殼聚糖復(fù)合體系固定酶得到酶生物燃料電池電極。當(dāng)酶為葡萄糖氧化酶，得到的是陽極；當(dāng)酶為辣根過氧化物酶，得到的是陰極；然后以酶反應(yīng)底物為燃料，質(zhì)子半透膜為分隔膜組裝得到雙室酶生物燃料電池。本發(fā)明采用包埋法和吸附法協(xié)同固定酶，固定效果好，酶的性能穩(wěn)定，生物相容性好。本發(fā)明提供的酶生物燃料電池電極應(yīng)用廣泛，提供的雙室酶生物燃料電池性能好。
文檔編號(hào)H01M8/16GK103066305SQ201210560699
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者樸金花, 呂穩(wěn), 張秀花, 姜建國 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)