一种酶生物燃料电池阳极薄膜材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种酶生物燃料电池阳极薄膜材料的制备方法，属于电池材料合成领域。本发明首先以葡萄糖氧化酶为阳极氧化酶，以甘油和蔗糖为酶稳定保护剂，经超声分散成酶液，再与壳聚糖和明胶于弱酸性条件下混合，经氢氧化钠溶液调节pH沉淀后，用纱布过滤，在玻璃板表面涂覆成膜，经干燥脱水后，浸泡于缓冲溶液中使膜脱离，再将膜置于戊二醛溶液中发生交联反应，增加膜的刚性，避免壳聚糖在酸性条件下软化流失，最后经洗涤干燥得到酶生物燃料电池阳极薄膜材料。本发明所得薄膜材料负载于Au电极作为燃料电池阳极显示出优异的电催化活性，且稳定性好，重现性高，酶可在薄膜的多层结构中保持活性，且薄膜内有大量的电活性中心，十分利于电催化。

主权项

一种酶生物燃料电池阳极薄膜材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）依次称取16～18g葡萄糖氧化酶，15～20g甘油，3～5g蔗糖，加入盛有800～1000mL去离子水的烧杯中，随后将烧杯置于超声振荡仪中，于温度为45～50℃，功率为160～180W条件下，超声分散8～10min，随后将烧杯迅速转入2～4℃冰水浴中处理3～5h，得葡萄糖氧化酶液；（2）依次称取0.8～1.2g壳聚糖，3～5g明胶，16～20mL上述所得葡萄糖氧化酶液，加入盛有100～120mL质量浓度为2～4%醋酸溶液的烧杯中，再将烧杯转入磁力搅拌器上，以400～600r/min转速搅拌混合20～30min，在搅拌状态下，滴加质量浓度为6～8%氢氧化钠溶液，调节pH至8.6～8.8，继续搅拌混合10～15min；（3）待搅拌混合结束，用双层纱布过滤，除去滤液，将滤饼均匀涂覆于玻璃板表面，再将玻璃板转入真空干燥箱中，于温度为35～40℃条件下干燥2～4h，随后将玻璃板取出，浸没于pH为6.8磷酸二氢钠‑磷酸氢二钠缓冲溶液中，直至玻璃板表面膜完全脱离；（4）收集上述缓冲溶液中脱离的膜，用去离子水洗涤3～5次，随后将膜转入盛有200～300mL质量浓度为0.02～0.04%戊二醛溶液的烧杯中，再将烧杯转入水浴锅中，于温度为40～45℃，恒温反应45～60min；（5）待反应结束，自然冷却至室温，过滤，除去滤液，得改性薄膜，用无水乙醇洗涤改性薄膜3～5次，再用去离子水洗涤直至洗涤液呈中性，随后将改性薄膜转入真空干燥箱中，于45～50℃条件下，干燥6～8h，即得酶生物燃料电池阳极薄膜材料。