一种采用细菌纤维素制备质子交换燃料电池膜电极方法

摘要

一种采用细菌纤维素制备质子交换燃料电池膜电极方法，其特征在于，其步骤如下：取活化的木醋杆菌Acetobacter xylinum接入种子培养液中恒温振荡培养；现接入发酵培养液中恒温培养，获得细菌纤维素膜；先将膜进行冲洗浸泡处理，测得膜表面pH值为7.1-7.4后干燥；再用杂多酸对细菌纤维素膜进行搀杂处理或者用无机酸对细菌纤维素膜进行化学改性，提高膜的质子交换能力；最后将其浸渍在配制好的H2PtCl6溶液中，取出后用去离子水漂洗，再加入还原剂还原，取出后再漂洗数次，真空干燥即得。

主权项

一种采用细菌纤维素制备质子交换燃料电池膜电极方法，其特征在于，其步骤如下：(1)取活化的木醋杆菌Acetobacter xylinum接入种子培养液中，27‑29℃恒温振荡培养8‑16h，摇床转速100‑220r·min‑1；以2‑10％的接种量接入发酵培养液中，摇匀，于27‑29℃恒温培养7‑10d，获得细菌纤维素膜；所述的种子培养液是以葡萄糖为碳源、以玉米浆为氮源、以磷酸二氢钾、硫酸镁为无机盐和微量元素的培养液；(2)将细菌纤维素膜取出，先后用自来水和去离子水冲洗，冲洗后放入去离子水中，70‑100℃浸泡处理0.5‑4h；用1‑5％的氢氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠或碳酸钾溶液对其浸泡，并将浸泡液放在15‑25℃的水浴中处理60‑90h；用pH为3.5‑5.5的HAc‑NaAc缓冲溶液对细菌纤维素膜中残留的氢氧化钠或者氢氧化钾或者碳酸钠或者碳酸钾溶液进行中和处理；再用去离子水浸泡细菌纤维素膜，去除膜内离子，用pH试纸检测细菌纤维素膜表面，当其表面pH值为7.1‑7.4时停止去离子水漂洗，于20‑60℃真空条件下干燥12‑36h，保存备用；(3)a：用杂多酸对细菌纤维素膜进行掺杂处理，所述杂多酸是指具有质子交换功能的H3BM12O40，其中B＝P、Si或As，M＝Mo、W或V，利用过量的质量浓度为1‑35％的杂多酸溶液对细菌纤维素膜进行浸泡，时间超过10min；取出细菌纤维素膜后擦去膜表面残余的酸即得掺杂性质子交换膜，用去离子水润洗2‑4次后20‑60℃真空干燥2‑6h，备用；或者，b：用无机酸对细菌纤维素膜进行化学改性，提高膜的质子交换能力；其操作方法是：对细菌纤维素膜进行无水乙醇溶剂交换脱去细菌纤维素膜中的水，后采用二甲基甲酰胺、甲苯和无机酸混合溶液和细菌纤维素膜在温度不低于80℃回流反应超过1h后，用去离子水对膜进行多次清洗并20‑60℃真空干燥2‑6h，制得化学改性细菌纤维素质子交换膜；所述的无机酸为磷酸或硫酸，且其质量浓度为75‑90％；所述的混合溶液质量配比关系是，二甲基甲酰胺∶甲苯∶无机酸为150∶80∶10‑80；(4)将浓度为1％‑5％的H2PtCl6溶液中加入pH为3.5‑5.5的HAc‑NaAc缓冲溶液配制成H2PtCl6溶液；将步骤(3)a或b制得的膜浸渍在配制好的H2PtCl6溶液中6‑18h后，取出，用去离子水漂洗除去膜表面附着的H2PtCl6溶液，然后加入还原剂进行还原2‑6h，取出，用去离子水进行漂洗数次，进行40‑80℃真空干燥即得；所述的还原剂为甲醛溶液或者硼氢化钠溶液或者水合肼溶液。