發(fā)布時(shí)間：2022-10-09 17:49

　　微生物燃料電池技術(shù)（Microbial fuel cell,MFC）是利用細(xì)菌分解有機(jī)基質(zhì)對(duì)污水進(jìn)行凈化并產(chǎn)生電能的一門新興技術(shù),陽(yáng)極表面微生物活性對(duì)微生物燃料電池的性能有很大影響,而MFC的陽(yáng)極材料對(duì)微生物活性起到非常重要的作用,本文研究了二氧化錳及其復(fù)合材料修飾陽(yáng)極的制備以及在MFC中的應(yīng)用,進(jìn)一步提高了電池的產(chǎn)電、儲(chǔ)能性能。以碳?xì)郑–arbon felt,CF）為基體,采用水熱法制備二氧化錳,控制沉積時(shí)間、水熱溫度等變量,獲得最優(yōu)條件下的碳?xì)?二氧化錳（Carbon felt/Manganese dioxide,CF/MnO₂）電極,之后在碳?xì)郑–F）基體上通過化學(xué)法制得最優(yōu)比例碳?xì)?聚苯胺（Carbon felt/Polyaniline,CF/PANI）電極。經(jīng)過測(cè)試,CF/MnO₂電極、CF/PANI電極和CF電極作為電容性生物陽(yáng)極構(gòu)建的MFC系統(tǒng)的最大功率密度分別為7.89 W/m~3、5.42 W/m~3、3.73 W/m~3。充放電測(cè)試中,充電60分鐘和放電60分鐘時(shí),CF/MnO₂電極釋放的總電荷量達(dá)到... 

【文章頁(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 微生物燃料電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 微生物燃料電池的發(fā)展歷程
        1.2.2 基本結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.3 微生物燃料電池的分類
        1.2.4 微生物燃料電池的影響因素
        1.2.5 微生物燃料電池的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理
        1.2.6 微生物燃料電池的局限性
        1.2.7 微生物燃料電池的應(yīng)用
    1.3 電容性材料修飾MFC陽(yáng)極
        1.3.1 電容性陽(yáng)極應(yīng)用于MFC
        1.3.2 碳納米管修飾電極
        1.3.3 聚苯胺修飾電極
        1.3.4 二氧化錳修飾電極
    1.4 MFC還原六價(jià)鉻現(xiàn)狀
    1.5 本論文的研究意義和內(nèi)容
        1.5.1 本論文的研究意義
        1.5.2 本論文研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與分析測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
        2.1.3 碳?xì)值念A(yù)處理
        2.1.4 質(zhì)子交換膜預(yù)處理
    2.2 電極結(jié)構(gòu)的表征和電化學(xué)測(cè)試方法
        2.2.1 電極結(jié)構(gòu)的表征
        2.2.2 電化學(xué)性能測(cè)試
    2.3 MFC測(cè)試
        2.3.1 微生物燃料電池啟動(dòng)
        2.3.2 微生物燃料電池的輸出電壓和電極電勢(shì)
        2.3.3 MFC極化曲線和功率曲線
        2.3.4 計(jì)時(shí)電流測(cè)試
        2.3.5 微生物群落分析
    2.4 Cr(Ⅵ)的測(cè)定方法
        2.4.1 Cr(Ⅵ)的測(cè)定步驟
        2.4.2 Cr(Ⅵ)的標(biāo)準(zhǔn)曲線
    2.5 本章小結(jié)
第3章 二氧化錳和聚苯胺電容材料的制備及其在MFC中的性能研究
    3.1 CF/MnO_2電極的制備、性能測(cè)試、表征
    3.2 CF/PANI電極的制備、性能測(cè)試、表征
    3.3 二氧化錳修飾電極在MFC中的應(yīng)用
        3.3.1 MFC的產(chǎn)電儲(chǔ)能性能研究
        3.3.2 MFC電容性陽(yáng)極性能測(cè)試
    3.4 MFC陰極對(duì)Cr(Ⅵ)的還原
    3.5 本章小結(jié)
第4章 聚苯胺二氧化錳復(fù)合材料的制備及其在MFC中的性能研究
    4.1 電極材料的制備及機(jī)理
        4.1.1 電極材料的制備
        4.1.2 聚苯胺/二氧化錳復(fù)合層結(jié)構(gòu)示意圖
    4.2 電極的表征與測(cè)試
        4.2.1 表征
        4.2.2 電化學(xué)性能測(cè)試
    4.3 聚苯胺二氧化錳修飾電極在MFC中的應(yīng)用
        4.3.1 MFC的產(chǎn)電儲(chǔ)能性能研究
        4.3.2 MFC電容性陽(yáng)極性能測(cè)試
    4.4 MFC陰極對(duì)Cr(Ⅵ)的還原
    4.5 本章小結(jié)
第5章 碳納米管聚苯胺二氧化錳復(fù)合材料的制備及其在MFC中的研究
    5.1 電極的制備、電化學(xué)測(cè)試、表征
        5.1.1 電極的制備
        5.1.2 電沉積法制備復(fù)合電極電流密度最優(yōu)條件選擇
        5.1.3 電沉積法制備復(fù)合電極沉積時(shí)間最優(yōu)條件選擇
        5.1.4 不同方法制備的復(fù)合電極電化學(xué)測(cè)試比較
        5.1.5 表征
    5.2 碳納米管聚苯胺二氧化錳修飾電極在MFC中產(chǎn)電性能研究
    5.3 碳納米管聚苯胺二氧化錳修飾電極在MFC中儲(chǔ)能性能研究
    5.4 微生物群落分析
        5.4.1 陽(yáng)極表面微生物附著量研究
        5.4.2 高通量測(cè)定
    5.5 MFC在兩種運(yùn)行方式下對(duì)Cr(Ⅵ)的還原
    5.6 本章小結(jié)
第6章 海綿基電容材料的制備及其在MFC中的性能研究
    6.1 電極的制備
    6.2 海綿基電極的測(cè)試和表征
        6.2.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        6.2.2 充放電測(cè)試
        6.2.3 交流阻抗測(cè)試
        6.2.4 表征
    6.3 海綿基電極在MFC中的催化活性測(cè)試
        6.3.1 MFC的產(chǎn)電儲(chǔ)能性能研究
        6.3.2 MFC電容性海綿基陽(yáng)極性能測(cè)試
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
論文創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]天然及改性赤玉土吸附去除水溶液中六價(jià)鉻的研究[D]. 趙迎新.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2013
[3]微生物燃料電池中產(chǎn)電菌與電極的作用機(jī)制及其應(yīng)用[D]. 曹效鑫.清華大學(xué) 2009
[4]微生物燃料電池處理有機(jī)廢水過程中的產(chǎn)電特性研究[D]. 尤世界.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]聚苯胺陽(yáng)極材料的制備及其在海底沉積物微生物燃料電池中的應(yīng)用[D]. 趙仲凱.中國(guó)海洋大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3689084