一种羧基化碳纳米管催化剂载体的应用
本发明公开了一种羧基化碳纳米管催化剂载体及其制备方法和应用，步骤如下：将碳纳米管置于体积比为1:3～3:2的浓HNO3和浓H2SO4混合液中，80℃～95℃恒温回流处理100～120min，洗涤干燥，即制得羧基化碳纳米管催化剂载体。该催化剂载体用于制备Pt/CNT催化剂，利用制得的Pt/CNT催化剂作为空气阴极材料，制备单室无膜空气阴极微生物燃料电池。本发明制备的催化剂载体表面引入了丰富的含氧基团，提高了催化剂的氧还原效果；由该催化剂载体制备的Pt/CNT催化剂成功的启动了MFC，缩短了MFC的启动期，不仅可以减小MFC的内阻，还大大提高了MFC的输出电压。
微生物燃料电池（Microbialfuel cells，MFCs)是利用微生物作为生物催化剂降解有机物产生电能的电化学装置。MFCs独特的产电方式使其成为解决能源危机同时处理废水的一种新思路。但是，关于MFCs的研宄还处于实验室的研宄阶段，要想应用于实际工程则仍然面临着许多挑战，其中，产电能力低是限制该技术商业化的主要障碍之一。
导致MFCs产电能力低的因素有很多，其中，阴极低效缓慢的氧气还原热力学和动力学过程是很重要的一个影响因子。贵金属Pt虽然可以提高MFC阴极的氧还原反应速率，但是Pt金属不仅成本高，而且容易引起催化剂中毒现象。如何解决Pt粒子在载体上的有效分散成为一个急需解决的问题。
目前，碳纳米管（CNT)作为一种新型的一维纳米材料，因其大的比表面积，快速电子传递能力以及优良的化学稳定性和机械强度而成为非常理想的阴极催化剂载体材料，而且由于CNT自身不含不稳定键的六角形环的无缝组合，并且CNT具有巨大的分子量，它们之间的强的范德华力相互作用导致了CNT具有很强的惰性，使其不溶于水及常用的有机溶剂，这就给进一步的应用带来了一定的困难。