本研究通過冰凝誘導自組裝法（ice segregation induced self-assembly,ISISA）在0 h（自然條件下干燥）、5 h和10 h不同真空冷凍干燥條件下制備不同層次性的殼聚糖/碳納米管（chitosan/carbon nanotubes,CS/CNTs）和殼聚糖/碳黑（chitosan/carbon black,CS/CB）復合材料修飾碳片電極作為微生物膜的載體,從而對產(chǎn)電菌Geobacter sulfurreducens形成的電化學活性生物膜（electrochemically active biofilms,EABs）的產(chǎn)電性能進行改善。通過X-射線衍射分析殼聚糖、碳納米管、碳黑以及對應的殼聚糖/碳復合材料物相結(jié)構(gòu),利用傅里葉紅外光譜測定不同真空冷凍干燥時間下獲得的CS/CNTs和CS/CB的官能團,通過掃描電子顯微鏡觀察不同復合材料修飾電極的表面結(jié)構(gòu)和層次性的內(nèi)部結(jié)構(gòu),通過循環(huán)伏安法對制備得到的殼聚糖/碳復合材料修飾電極進行電化學表征。另一方面,通過計時電流法記錄不同殼聚糖/碳復合材料修飾電極上EABs的生長和形成情況,利用循環(huán)伏安法、電化學阻抗法這... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙室型MFC工作原理圖(Loganetal.2006)

?蕕繾喲傭?誆煌?肪徹?討謝袢∧芰?Babauta et al. 2012)。EABs 的形成過程如下圖1-2 所示，微生物先是以懸浮狀態(tài)存在，慢慢吸附在電極表面，然后逐漸形成成熟的生物膜結(jié)構(gòu)，根據(jù)形成生物膜的微生物種類可以分為純培養(yǎng) EABs 和混合培養(yǎng) EABs。產(chǎn)電微生物吸附在電極表面形成的 EABs，在生長代謝過程中會分泌大量的胞外聚合物，并由多種導電性物質(zhì)形成錯綜復雜的結(jié)構(gòu)，進而有效地促進電子在 EABs 與電極之間以及 EABs 中的產(chǎn)電菌之間傳遞(Gatti and Milocco 2017)。圖 1-2 細菌吸附在電極表面形成電化學活性生物膜的過程Fig 1-2 Schematic illustration of EABs formation on electrode surface

復合材料的制備及對電化學活性微生物膜產(chǎn)電物膜與陽極間電子傳遞機理至不溶性電子受體（如電極）的過程即為對于 MFC 高效的產(chǎn)電性能是必不可少的ABs 與電極間的電子傳遞機理是非常必間的電子傳遞機理主要包括通過細胞膜上遞過程(Malvankar et al. 2012)；利用產(chǎn)電導電性的納米導線將電子直接傳遞到et al. 2011)；通過 EABs 形成過程中自身產(chǎn)(Yang et al. 2012)。如下圖 1-3 所示，為電子轉(zhuǎn)移機理。


本文編號：2907083