微生物燃料電池（MFC）是一種新興的生物處理技術(shù),引起了廣大研究人員的強(qiáng)烈興趣。質(zhì)子交換膜作為MFC的重要組成成分,儼然成為各專業(yè)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。本研究將無機(jī)物二氧化鈦（TiO2）與聚合物（PVDF-g-PSSS）進(jìn)行物理共混,利用溶劑揮發(fā)法并酸化得到了TiO2/PVDF-g-PSSA復(fù)合膜,對TiO2/PVDF-g-PSSA復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。FT-IR測試,TiO2/PVDF-g-PSSA復(fù)合膜相比于PVDF-g-PSSS（PS）膜在614cm-1處存在Ti-O-Ti鍵的振動(dòng)峰,說明TiO2/PVDF-g-PSSA復(fù)合膜成功制備。XRD表示,添加TiO2對PVDF晶型影響不大,但非晶態(tài)區(qū)域比例增大,結(jié)晶度降低。隨著TiO2添加量的增加,膜的親水性能和機(jī)械性能得到改善,而離子交換容量和質(zhì)子傳導(dǎo)率略微下降,但是質(zhì)子導(dǎo)電率高于0.04S/cm的TiO2/PVDF-g-PSSA復(fù)合膜具有良好的質(zhì)子導(dǎo)電性,所以1%TiO2/PVDF-g-PSSA復(fù)合膜的性能較好。為更加有效的提高復(fù)合膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性能,對TiO2進(jìn)行磺化,制得磺化TiO2（TiO2-SO3H）。然后將TiO2-SO3H... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

離子交換膜法電解圖

4.4 PS 膜(a)、1%TiO2/PVDF-g -PSSA 復(fù)合膜（b)和 TiO2-SO3H/PVDF-g -PSSA 復(fù)合膜(c)表面形貌 SEM 照片.4 XRD 分析PVDF是一種多晶型（α，β，γ，δ，ε）聚合物，其中最常見的是α、β、γ三種型。α晶型是PVDF最普遍的結(jié)晶形式，純PVDF的α晶的（110）、（200）和（131）面衍射分別在2θ為20.3°、36.04°和39.04°左右有顯著的衍射峰。XRD 表征了 TiO2-SO3H/PVDF-g-PSSA 復(fù)合膜、PS 膜和 1%TiO2/PVDF-g-PSSA 合 膜 的 晶 態(tài) 結(jié) 構(gòu) 。 圖 中 TiO-SOH/PVDF-g-PSSA 復(fù) 合 膜 、 PS 膜 和

3H/PVDF-g-PSSA復(fù)合膜、PS膜和Nafion117膜分別應(yīng)用在微生物燃料電池中，實(shí)驗(yàn)過程中采用如圖5.1的MFC裝置。圖 5.1 自制微生物燃料電池（簡稱 MFC）系統(tǒng)MFC 的雙極室主體材料選用有機(jī)玻璃，分為陽極室和陰極室，陽極電解質(zhì)和陰極電解質(zhì)體積均為 150mL；制備的 5%TiO2-SO3H/PVDF-g-PSSA 復(fù)合膜、PS 膜和 Nafion 117 質(zhì)子交換膜分別用于三個(gè)相同構(gòu)型的系統(tǒng)中，分隔陽極室和陰極室[92-93]；MFC 中的電極選用導(dǎo)電性能好[94]，孔隙率高的碳?xì)植牧�，碳�(xì)衷陉枠O室、陰極室中的有效面積分別為 9cm2和 12cm2，碳?xì)蛛姌O使用前需進(jìn)行預(yù)處理（首先在 1mol/LHCl 和 1 mol/L NaOH 溶液中將碳?xì)纸䴘?48h，后用去離子水反復(fù)沖洗干凈，去除其中的有機(jī)及無機(jī)污染物[95]）；整個(gè)實(shí)驗(yàn)階段在密閉環(huán)境下進(jìn)行，接種污泥前陽極室內(nèi)通入足夠 N2以去除 O2提供厭氧反應(yīng)條件

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3003208