生物電化學(xué)系統(tǒng)（Bioelectrochemical System,BES）是一種利用微生物與電極之間的電荷傳遞來催化電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的裝置。通過微生物與電極之間的電荷傳遞過程可將BES分為微生物燃料電池（Microbial Fuel Cell,MFC）、微生物電解池（Microbial Electrolysis Cell,MEC）。在BES中生物膜電極起著至關(guān)重要的作用,其既可應(yīng)用于MFC陽極產(chǎn)電,也可應(yīng)用于MEC去除污染物。生物膜電極微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性決定了其功能多樣性,本研究將從生物膜電極多功能特性角度出發(fā),探討在MFC及MEC中生物膜電極產(chǎn)電及降解不同目標(biāo)污染物的可行性。選用氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）修飾的石墨刷（Graphite Brush,GB）作為陽極構(gòu)建MFC,以乙酸鈉作為電子供體馴化培養(yǎng)電化學(xué)活性生物膜,并用該馴化成熟的生物膜電極用于MFC陽極降解米粉廢水產(chǎn)電。結(jié)果顯示:米粉廢水的初始化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）濃度為1200 mg·L^-1,MFC的最大功率密度可達(dá)1273.89 mW ... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 水中常見的污染物及其治理
        1.1.1 COD的污染及其治理
        1.1.2 硝氮的污染及其治理
        1.1.3 氯酚的污染及其治理
    1.2 生物電化學(xué)系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用
        1.2.1 MFC的原理及其應(yīng)用
        1.2.2 MEC的原理及其應(yīng)用
        1.2.3 電子傳遞方式
    1.3 BES應(yīng)用于水中常見的污染物
        1.3.1 MFC應(yīng)用于水中COD的去除
        1.3.2 MEC應(yīng)用于水中硝氮和氯酚的去除
    1.4 BES系統(tǒng)中的電極材料修飾
    1.5 BES系統(tǒng)中的電化學(xué)活性生物膜
        1.5.1 MFC系統(tǒng)中的電化學(xué)活性生物膜
        1.5.2 MEC系統(tǒng)中的電化學(xué)活性生物膜
        1.5.3 BES系統(tǒng)中的多功能活性生物膜
    1.6 Geobacter菌屬在BES中的應(yīng)用
        1.6.1 Geobacter菌屬應(yīng)用于MFC產(chǎn)電
        1.6.2 Geobacter菌屬應(yīng)用于MEC陰極降解
    1.7 本課題的研究意義與內(nèi)容
        1.7.1 本課題的研究意義
        1.7.2 本課題的研究內(nèi)容
第二章 實驗材料與方法
    2.1 實驗儀器和試劑制備
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 實驗藥品及試劑
    2.2 電極制備
        2.2.1 GO合成方法-ImprovedHummers
        2.2.2 GO復(fù)合電極的制備方法
    2.3 電化學(xué)活性生物膜的培養(yǎng)及應(yīng)用
        2.3.1 電化學(xué)活性生物膜的富集培養(yǎng)
        2.3.2 電化學(xué)活性生物膜用于米粉廢水產(chǎn)電
        2.3.3 電化學(xué)活性生物膜用于脫氮、脫氯
    2.4 實驗分析測試方法
        2.4.1 COD快速消解分光光度法測定
        2.4.2 功率密度與極化曲線
        2.4.3 不同污染物降解效率的計算
        2.4.4 電化學(xué)活性生物膜形貌分析
        2.4.5 電化學(xué)活性生物膜官能團(tuán)分析
        2.4.6 電化學(xué)活性生物膜電化學(xué)分析
        2.4.7 電化學(xué)生物膜生物學(xué)分析
第三章 MFC用于米粉廢水產(chǎn)電及富含Geobacter菌屬電化學(xué)活性生物膜鑒定
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實驗用水
        3.1.2 MFC裝置的啟動與運(yùn)行
        3.1.3 實驗方法
    3.2 實際米粉廢水產(chǎn)電及能量回收
        3.2.1 MFC產(chǎn)電
        3.2.2 功率密度和極化曲線
        3.2.3 能量回收與庫倫效率
    3.3 MFC陽極理化特性表征
        3.3.1 陽極表面形貌
        3.3.2 陽極理化表征
        3.3.3 陽極電化學(xué)活性生物膜的電化學(xué)表征
    3.4 微生物群落結(jié)構(gòu)鑒定
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電化學(xué)活性生物膜電極反轉(zhuǎn)用于MEC脫氮、脫氯及菌群結(jié)構(gòu)的鑒定
    4.1 材料與方法
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 MEC脫氮陰極電流
        4.2.2 MEC生物陰極反硝化脫氮
        4.2.3 MFC陽極轉(zhuǎn)換為MEC生物陰極應(yīng)用于脫氯
        4.2.4 MFC陽極轉(zhuǎn)換為MEC生物陰極應(yīng)用于脫氯
        4.2.5 MFC陽極轉(zhuǎn)換為MEC生物陰極分步脫氮、脫氯
        4.2.6 降解過程中電極FTIR變化
        4.2.7 不同目標(biāo)污染物降解過程中電極Raman變化
        4.2.8 不同目標(biāo)污染物降解過程中電極CV變化
        4.2.9 電極微生物的分子生物學(xué)分析
        4.2.10 電子傳遞機(jī)理的推測
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3013520