一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料及其制备方法和应用

本发明属于纳米生物材料和储能材料领域,具体涉及一种自支撑三维多孔碳‑硒复合材料及其制备方法和应用。通过将三维多孔碳浸泡至枯草芽孢杆菌培养液,使枯草芽孢杆菌负载到三维多孔碳上;随后,向培养液中加入含硒溶液,利用其生物代谢作用,在三维多孔碳孔道内部原位形成纳米硒颗粒,构成自支撑三维多孔碳‑硒复合材料,并作为锂‑硒电池的正极材料。本发明选用的枯草芽孢杆菌,属于益生菌,培养条件相对简单,培养成本低。所得的自支撑三维多孔碳‑硒复合正极材料具有优异的电化学性能。本发明所述的合成方法不仅操作简便,还可治理环境,变废为宝,具有广阔的应用前景。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN201911180541.6
申请日期: 2019年11月27日
公开(公告)日: 2020年3月27日
公开(公告)号: CN110931765A
主分类号: H01M4/38,H01M4/00,H,H01,H01M,H01M4
分类号: H01M4/38,H01M4/00,H01M4/62,H01M4/00,H01M10/0525,H01M10/00,C12P3/00,C12N1/20,C12N1/00,C12R1/125,C12R1/00,H,C,H01,C12,H01M,C12P,C12N,C12R,H01M4,H01M10,C12P3,C12N1,C12R1,H01M4/38,H01M4/00,H01M4/62,H01M4/00,H01M10/0525,H01M10/00,C12P3/00,C12N1/20,C12N1/00,C12R1/125,C12R1/00
申请(专利权)人: 台州学院
发明(设计)人: 金艳仙,夏阳,任强,卢成炜,余彬彬,耿文慧
主申请人地址: 318000 浙江省台州市椒江区市府大道1139号
专利代理机构: 杭州赛科专利代理事务所(普通合伙)
代理人: 施王蓉
国别省市代码: 浙江;33
主权项: 1.一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、将枯草芽孢杆菌接种于NA培养基培养;随后,将NA培养基上的枯草芽孢杆菌转移至培养液中继续扩大培养至菌群数量达到106~1010CFU/mL; S2、以三维多孔碳材料作为载体,将其浸泡于S1制备得到的枯草芽孢杆菌培养液中,静置吸附,使细菌充分附着在三维多孔碳载体上; S3、向S2的静置后的培养液中添加含硒溶液,放置一定时间,获得三维多孔碳-硒复合材料; S4、取出S3制备得到的三维多孔碳-硒复合材料,用去离子水润洗3~5次,冷冻干燥后置于真空烘箱中,在80~200℃条件下保温1~12h,即得自支撑三维多孔碳-硒复合材料。 2.根据权利要求1所述一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S1所述的NA培养基配方为:蛋白胨1~12g/L,牛肉粉1~5g/L,氯化钠0.1~5g/L,琼脂1~15g/L,pH=7.0~7.4。 3.根据权利要求1所述一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S1所述的培养液配方为:葡萄糖15~25g/L,胰蛋白胨5~15g/L,酵母提取物5~15g/L,磷酸二氢钾0.1~5g/L,氯化钠0.1~5g/L,无水硫酸镁0.1~5g/L,pH=7.0~7.4。 4.根据权利要求1所述一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S1所述的培养温度为28~37℃,培养时间为6~48h。 5.根据权利要求1所述一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S2所述三维多孔碳材料为碳布、碳纸、碳毡、或由各种生物质果壳皮、聚合物经碳化而成的多孔碳材料中的任意一种。 6.根据权利要求1所述一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S2所述静置吸附时间为12~48h。 7.根据权利要求1所述一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S3所述含硒溶液为硒酸盐溶液、亚硒酸盐溶液或两者的混合溶液,浓度为0.01~100mM。 8.根据权利要求1所述一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S3中添加含硒溶液后放置12~72h。 9.根据权利要求1所述一种自支撑三维多孔碳-硒复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S4所述的冷冻干燥温度为-10~-50℃,时间为1~48h。 10.一种权利要求1-9任意一项制备方法得到的自支撑三维多孔碳-硒复合材料作为锂-硒电池的正极材料的应用。
法律状态: 公开,公开