[0026] 本发明揭示了一种微生物燃料电池，包括阳极室、膜阴极及外电路三部分，阳极室包括阳极、阳极液及产电微生物，所述阳极是以碳化钼钴催化剂作为阳极催化剂的；碳化钼钴催化剂是先将硝酸钴和钼酸铵进行焙烧，然后用双氧水还原，再与蔗糖在惰性气氛下退火得到。
[0027] 所述碳化钼钴催化剂是通过以下具体步骤得到：
[0028] （1）将硝酸钴与七钼酸铵按摩尔比Co:Mo=1:1的比例置于水中溶解，搅拌均匀后陈化0.2~0.6h，然后在鼓风干燥箱中进行干燥，鼓风干燥箱的温度控制为100~110℃；
[0029] （2）干燥后的混合物置于马弗炉中进行焙烧，马弗炉的温度控制为500~560℃，焙烧时间约为4h，得到Co-Mo混合氧化物；
[0030] （3）室温条件下将Co-Mo混合氧化物置于质量分数为30%的过氧化氢溶液中反应25~55h，取出上清液；
[0031] （4）上清液在室温下结晶，然后加入3~4倍摩尔量的蔗糖溶液进行溶解，再加热至溶液呈深蓝色，用鼓风干燥箱干燥至深蓝色母体碎片，鼓风干燥箱的温度控制为100~125℃，在惰性气体条件下对母体碎片进行退火，退火温度为850~950℃、退火时间为1.8~2.3h，得到碳化钼钴催化剂。
[0032] 为了本领域技术人员的理解，以下结合实施例及附图对本发明做进一步详细的描述。实施例
[0033] 本实施例一种以碳化钼钴为阳极催化剂的微生物燃料电池，该电池结构为单室结构的微生物燃料电池，其组件包括：反应器腔体（体内尺寸5cm×4cm×5cm，最大装液体积100mL）、阴极挡板、防水膜、不锈钢螺丝、螺帽等。阴极挡板的中心是4cm×4cm的镂空窗口，可以使阴极露置在空气中。该电池的制备方法如下：
[0034] 第一步，碳化钼钴催化剂的制备
[0035] 将硝酸钴2.91g与七钼酸铵按1.765g置于2~3mL的水中溶解，搅拌均匀后陈化0.5h，然后在鼓风干燥箱中进行干燥，鼓风干燥箱的温度控制为105℃。干燥后的混合物置于马弗炉中进行焙烧，马弗炉的温度控制为550℃，焙烧时间约为4h，得到Co-Mo混合氧化物。室温条件下将Co-Mo混合氧化物置于质量分数为30%的过氧化氢溶液中反应50h加入蒸馏水5mL，取出上清液。上清液在室温下结晶，然后加入3~4倍摩尔量的蔗糖溶液进行溶解，再加热至溶液呈深蓝色，用鼓风干燥箱干燥至深蓝色母体碎片，鼓风干燥箱的温度控制为
120℃，在惰性气体条件下对母体碎片进行退火，退火温度为900℃、退火时间为2h，得到碳化钼钴催化剂；碳化钼钴催化剂为深蓝色粉末。
[0036] 第二步，阳极的制作
[0037] 把碳纸裁剪成2.5×2.5（cm ），然后在浓度为1mol/L的盐酸、1mol/L的氢氧化钾和蒸馏水中浸泡1h，，最后去除水等碳纸自然晾干。
[0038] 称量碳化钼钴催化剂，向其加入87.5uL 的5%Nafion溶液和0.5mL的乙醇，超声分散30min，均匀涂于2.5×2.5（cm ）碳纸的两表面，放在室温下自然晾干24h，其负载量为3mg/cm 。
[0039] 第三步，阴极的制作
[0040] 把碳纸裁剪成5×5（cm ），并保证其有效面积为4×4（cm ），然后在浓度为1mol/L的盐酸、1mol/L的氢氧化钾和蒸馏水中浸泡1h，最后去除水等碳纸自然晾干。
[0041] 碳纸一侧涂覆聚四氟乙烯（PTFE）防水层，另一侧涂覆催化剂层。
[0042] 防水层的制作方法：将质量浓度为60wt%的聚四氟乙烯（PTFE）分散液均匀涂布至碳纸表面，室温下晾 10 min 后，在 370 ℃加热 10 min 烘干，按照同样的方法涂第二层，重复操作使碳纸上形成 4 层 PTFE 防水层。
[0043] 催化剂层：称量，向40wt%商业Pt/C中加入87.5uL 的5%Nafion溶液和0.5mL的乙醇，超声分散30min，均匀涂于5×5（cm2）碳纸的有效面积为4×4（cm ）上，放在室温下自然晾干24h，其负载量为0.5mg/cm 。
[0044] 剪取5×5（cm ）质子交换膜，与涂有防水层和催化剂的阴极碳纸在115℃1.1MPa条件下热压2min，然后接上铜线，在接口处涂上环氧树脂，即得到碳化钼钴微生物燃料电池阴极。
[0045] 对碳化钼钴微生物燃料电池的组装运行及测试
[0046] 配制阳极液：取10.0g碳酸氢钠、11.2g磷酸氢二钠、10.0g无水葡萄糖和5g酵母浸膏的混合物溶在烧杯中，再加入0.8707g2-羟基-1，4-萘醌（HNQ），搅拌均匀后在1000mL定容瓶中定容，得到阳极液，备用。
[0047] 对比例1
[0048] 本对比例以商业化Pt/C作为微生物燃料阳极催化剂，该Pt/C阳极微生物燃料电池的制备方法如下：
[0049] 第一步，阳极的制作
[0050] 向40wt%商业Pt/C中加入87.5uL 的5%Nafion溶液和0.5mL的乙醇，超声分散2
30min，均匀涂于2.5×2.5（cm）碳纸的两面，放在室温下自然晾干24h，其负载量为0.5mg/ cm 。
[0051] 第二步，阴极的制备
[0052] 与实施例制作方法相同。
[0053] 对比例2
[0054] 本对比例以以空白碳纸制备微生物燃料电池，制备方法如下：
[0055] 第一步，阳极的制作
[0056] 把碳纸裁剪成2.5×2.5（cm ），然后在浓度为1mol/L的盐酸、1mol/L的氢氧化钾和蒸馏水中浸泡1h，再把水倒掉等碳纸自然晾干，不涂任何催化剂，然后在碳纸的右上角接上铜线，并用环氧树脂和固化剂密封接口。
[0057] 第二步，阴极的制作
[0058] 与实施例1相同。
[0059] 对上述实施例及对比例所得电池的启动和功率密度极化曲线的测定：取80mL的阳极液放入反应器中，通入15min的高纯氮气，通完氮气后再取10mL大肠杆菌液放入反应器中，用胶塞塞住反应器上端的开口，使得反应器处于密封的状态。待在电池的开路电压稳定后，向电池依次负载不同的电阻，系统自动记录不同负载电阻时输出的电压值、功率密度和电流密度等，测试结果如图1、4和5所示。
[0060] 由图1、4和5可知，含有3mg/cm2碳化钼钴阳极微生物燃料电池的最大功率密度是17.25W/m3，而同等情况下含0.5 mg/cm2商业化40%Pt/C阳极微生物燃料电池的最大功率密
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度是18.39 W/m ，空白碳纸做阳极的微生物燃料电池的最大功率密度是0.8W/m 。因此，碳化钼钴阳极微生物燃料电池的输出功率达到商业化Pt/C的93.8%，且是空白碳纸阳极微生物燃料电池最大输出功率的21.56倍。而与含0.5 mg/cm2商业化40%Pt/C作为阳极催化剂的微生物燃料电池相比，本发明生产成本降低的幅度很大，在同样输出功率的情况下，节约了成本，且电池的稳定性更好，生产过程中对设备要求低、对环境更加友好，碳化钼钴作为一种廉价的微生物燃料电池阳极催化剂，具有与昂贵的商业化Pt/C非常接近的产电功率，是一种新型的有广泛应用前景的微生物燃料电池阳极材料。
[0061] 上述实施例中提到的内容并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
