【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物材料，特别涉及一种真菌菌丝体基电极材料的制备方法。
技术介绍
1、碳材料因具有多孔结构、高比表面积、高导电率及高环境稳定性等特性，被广泛用于清洁能源的开发和环境污染的治理。基于绿色化学和可持续发展理念，将活的生物系统引入材料学领域，以可控的方式从生物资源中获得材料是当前研究的热点。纤维素、木质素、果胶等天然材料因具有来源广、数量大、价格低、易加工及独特天然结构等优势，可作为制备高性能碳材料的碳源。但是用这些天然材料制备高性能碳材料存在原材料处理困难、产量低、耗时长等缺点，限制了其大规模应用。为解决上述问题亟需开发出一种简单、经济、高效且可控的碳材料制备工艺。
2、lib是当前广泛使用的储能设备，常用负极材料是石墨。然而，石墨的石墨化过程需要在2200-3000℃的高温下进行，这种高温条件对设备要求苛刻，限制了产业化进程。另外，目前lib的最大理论比容量仅为372 mah/g。因此，迫切需要开发新的负极材料，以克服高温制备的缺陷并提高其理论比容量。
3、生物质作为一种可再生资源，具有来源广、数量多和价格低等优势。将生物质用作制备高性能碳材料的碳源是环保和可持续发展的必然选择。研究发现，原料和制备方法是影响生物质衍生碳材料性能的关键因素。真菌菌丝体作为常用的生物质碳源，其菌丝可相互交联，形成独特的三维网状结构，这为制备多孔碳材料提供了的丰富的孔隙结构。研究发现，lib负极碳材料比表面积和微孔结构的增加可使电极和电解质间的接触更为充分，进而提高其储能性能。研究发现，真菌在新陈代谢过程中产生的胞
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种经济、高效、简单、环保的用于lib的真菌菌丝体基电极材料的制备方法。本专利技术采用了低成本、低能耗、简单、可控的方法制备出了比表面积高（2000-3000m2/g）、孔隙结构发达、储锂性能优异、理论比容量高、循环稳定性优异的菌丝体基电极材料，在电化学储能方面具有良好的应用前景。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
3、本专利技术提供了一种真菌菌丝体基电极材料的制备方法，具体步骤如下：
4、（1）真菌菌丝体的制备
5、将 phanerochaete chrysosporium孢子悬浮液接种至装有已灭菌马铃薯浸粉-葡萄糖培养基的锥形瓶中，在摇床中振荡培养，形成菌丝体；
6、（2）真菌菌丝体的冷冻干燥
7、将菌丝体用去离子水清洗后先放入冰箱预冷冻，再用真空冷冻干燥机干燥；
8、（3）前驱体碳材料-i的制备
9、将冷冻干燥后的样品放入管式炉中，在惰性气氛中以3-5℃/min的速率升温至500-700℃并保温1-3 h，得到前驱体碳材料-i；
10、（4）前驱体碳材料-ii的制备
11、将前驱体碳材料-i与koh粉末按一定的质量比进行混合，然后，在玛瑙研钵中研磨10-30min；将研磨后的活化混合物放入管式炉中，在惰性气氛中以5-10℃/min的速度升温至700-900℃并保温1-3h，得到前驱体碳材料-ii；
12、（5）前驱体碳材料-iii的制备
13、对前驱体碳材料-ii依次进行酸化、水洗和烘干，得到前驱体碳材料-iii；
14、（6）电极材料的制备
15、先将前驱体碳材料-iii和导电剂炭黑、粘结剂聚偏氟乙烯pvdf按一定质量比混合以制成浆料，再将浆料涂覆在铜集流体上并进行真空干燥处理，最后冲压得到电极片。
16、上述步骤（1）中，黄孢原毛平革菌菌种为 phanerochaete chrysosporium(u.s.andm3-2)，其购自广东省微生物菌种保藏中心；在无菌条件下，将已制备好的真菌孢子悬浮液加入到已灭菌马铃薯-葡萄糖培养基中。
17、上述步骤（1）中，孢子悬浮液的孢子数为1×105-3×105个孢子/ml，孢子悬浮液的加入量为1-5ml，马铃薯浸粉-葡萄糖培养基的体积为100ml；马铃薯-葡萄糖培养基的成分包括：马铃薯浸粉100-150g/l和葡萄糖5-15g/l，并用硫酸溶液将培养基ph值调至4.50-5.50；真菌的培养温度为25-35°c、摇床转速为120-180rpm、培养时间为2-4天。
18、上述步骤（2）中，将样品放入冰箱中，在-10--20℃条件下预冷冻2-4h，再用真空冷冻干燥机在-45--50℃下干燥24-36h；在真空冷冻干燥之前要先用去离子水清洗菌丝体，以除去菌丝体表面的粘液。
19、上述步骤（3）和步骤（4）中，惰性气氛为氮气气氛。
20、上述步骤（4）中，前驱体碳材料与koh粉末按质量比1:3-1:5进行混合。
21、上述步骤（5）中，用1-3mol/l的硫酸溶液浸泡10-30min，用去离子水将酸化处理后的前驱体碳材料-ii洗涤至中性，在50-80℃的烘箱中干燥10-30h。
22、上述步骤（5）中，前驱体碳材料-iii的bet比表面积在2000-3000m2/g之间，平均孔径为2-5nm。
23、上述步骤（6）中，前驱体碳材料-iii与导电剂炭黑、粘结剂pvdf的质量比为7:1:1-9:1:1。
24、进一步的，本专利技术提供了一种上述的真菌菌丝体基电极材料作为lib负极材料在组装锂离子电池中的应用；应用方法如下：
25、将真菌菌丝体基电极材料与导电剂炭黑、粘结剂pvdf按质量比7:1:1-9:1:1混合制成浆料涂布在铜集流体上，并进行真空干燥处理，再通过冲压机冲压得到电极片；所述涂覆浆料真空干燥条件为50-80℃，烘干时间为12-24h。
26、本专利技术对制备的前驱体碳材料-iii进行比表面积-孔径分析(bet)和扫描电子显微镜(sem)分析，以对其结构和性能进行表征。从电阻、电导率和理论比容量的角度对所制备电池的电化学性能进行表征。
27、以上，本专利技术以繁殖快、易获取、具有天然网状结构的 phanerochaete chrysosporium 菌丝体为碳源，以koh为活化剂，制备出比表面积大、孔隙结构发达、微孔丰富、导电性能优异的lib负极材料。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
28、本专利技术以真菌菌丝体为碳源制备出一种可用于lib本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，孢子悬浮液的孢子数为1×105-3×105个孢子/mL，孢子悬浮液的加入量为1-5mL，马铃薯浸粉-葡萄糖培养基的体积为100mL；马铃薯-葡萄糖培养基的成分包括：马铃薯浸粉100-150g/L和葡萄糖5-15g/L，并用硫酸溶液将培养基pH值调至4.50-5.50；真菌的培养温度为25-35°C、摇床转速为120-180rpm、培养时间为2-4天。
3.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，放入冰箱预冷冻2-4h，再用真空冷冻干燥机干燥24-36h。
4.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）中，惰性气氛为氮气气氛。
5.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，前驱体碳材料-I与KOH粉末按质量比1:3~1:5进行混合。
6.根据权利要求1所述的真
7.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，前驱体碳材料-III的BET比表面积在2000-3000m2/g之间，平均孔径为2-5nm。
8.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，前驱体碳材料-III与导电剂炭黑、粘结剂PVDF的质量比为7:1:1-9:1:1。
9.一种根据权利要求1-8之一所述的制备方法制得的真菌菌丝体基电极材料。
10.一种根据权利要求9所述的真菌菌丝体基电极材料作为锂离子电池负极材料在组装锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，孢子悬浮液的孢子数为1×105-3×105个孢子/ml，孢子悬浮液的加入量为1-5ml，马铃薯浸粉-葡萄糖培养基的体积为100ml；马铃薯-葡萄糖培养基的成分包括：马铃薯浸粉100-150g/l和葡萄糖5-15g/l，并用硫酸溶液将培养基ph值调至4.50-5.50；真菌的培养温度为25-35°c、摇床转速为120-180rpm、培养时间为2-4天。
3.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，放入冰箱预冷冻2-4h，再用真空冷冻干燥机干燥24-36h。
4.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）中，惰性气氛为氮气气氛。
5.根据权利要求1所述的真菌菌丝体基电极材料的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李如燕，刘雯雯，刘倩，张深，赵曼丽，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：
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