發(fā)布時間：2023-04-08 00:57

　　隨著能源消耗的加劇,以及環(huán)境問題的日益突出,微生物燃料電池(Microbial fuel cells)由于其能夠利用微生物的催化作用將廢水中的有機物轉化為電能,并且能夠同時達到污水處理的目的越來越受到人們的關注。但是微生物燃料電池也存在著輸出電壓不高,功率密度較低,陰極催化劑成本較高等問題,因此阻礙了微生物燃料電池進一步的大規(guī)模應用。陰極催化劑的氧還原活性是限制空氣陰極微生物燃料電池的最主要因素之一,因此,針對陰極所存在的問題,本文先后制備了兩種陰極催化劑,通過采用X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、比表面積(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等物理和化學表征測試手段對材料的物理化學性質(zhì)進行了表征。還有通過循環(huán)伏安(CV)和線性掃描伏安法(LSV)和旋轉圓盤電極(RDE)測試,利用Koutecky–Levich方程計算出氧還原過程中的電子轉移數(shù)。利用聚苯胺和硝酸鈷分別作為碳源(氮源)和鈷源制備了氮摻雜的Co/Co9S8/部分石墨化碳(Co/Co9S8/NPGC)催化劑。Co/Co9S8/NPGC的結構與活性的關系通過調(diào)節(jié)不同的焙燒溫度,研究不同...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 微生物燃料電池
        1.2.1 微生物燃料電池基本原理
        1.2.2 細菌電子轉移機制
        1.2.3 微生物燃料電池的構型
        1.2.4 影響微生物燃料電池的電壓因素
        1.2.5 微生物燃料電池的性能參數(shù)和評價方法
        1.2.6 微生物燃料電池的發(fā)展歷史
        1.2.7 微生物燃料電池的研究進展
        1.2.8 微生物燃料電池的應用前景
    1.3 微生物燃料電池陰極催化劑的研究進展
        1.3.1 鉑基催化劑
        1.3.2 碳基催化劑
        1.3.3 過渡金屬硫化物
        1.3.4 金屬氧化物
    1.4 本課題的研究意義與內(nèi)容
        1.4.1 本課題的研究意義
        1.4.2 本課題研究主要內(nèi)容
第二章 實驗材料及表征方法
    2.1 實驗試劑和實驗儀器
        2.1.1 實驗試劑和實驗材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料表征方法及原理
        2.2.1 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.2 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.3 比表面積(BET)
        2.2.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.5 透射電子顯微鏡(TEM)
    2.3 電化學測試方法
        2.3.1 數(shù)據(jù)采集與計算
        2.3.2 功率密度和極化曲線的測試
        2.3.3 庫倫效率和COD測試
        2.3.4 線性掃描伏安測試(LSV)
第三章 鈷/硫化鈷/碳基復合材料作為單室微生物燃料電池陰極的性能研究
    3.1 引言
    3.2 鈷/硫化鈷/碳基復合材料(Co/Co9S8/NPGC)
        3.2.1 Co/Co₉S₈/NPGC的制備
        3.2.2 (Co)/Co₉S₈/NPGC樣品的組成
        3.2.3 (Co)/Co₉S₈/NPGC的表面形貌
        3.2.4 (Co)/Co₉S₈/NPGC的元素組成
        3.2.5 (Co)/Co₉S₈/NPGC復合體催化性能的比較
        3.2.6 (Co)/Co₉S₈/NPGC復合材料為陰極的MFCs的性能表現(xiàn)
        3.2.7 (Co)/Co₉S₈/NPGC中的主要活性成分分析
        3.2.8 Co/Co₉S₈/NPGC-x (x=800和 900)的結構和氧還原路徑
    3.3 本章小節(jié)
第四章 KOH調(diào)控的Co/PGC氮摻雜碳復合體的制備及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 不同溫度的KOH調(diào)控的Co/PGC復合材料
        4.2.1 Co/PGC-x(X=600,700,800,900,1000)的制備
        4.2.2 Co/PGC樣品的物相組成分析
        4.2.3 Co/PGC的比表面積和孔徑分布分析
        4.2.4 Co/PGC形貌分析
        4.2.5 Co/PGC的電化學活性分析
        4.2.6 Co/PGC作為MFCs陰極性能的比較
    4.3 本章小節(jié)
結論
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文



本文編號：3785676