隨著能源消耗的加劇,以及環(huán)境問(wèn)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(jī)物轉(zhuǎn)化為電能,并且能夠同時(shí)達(dá)到污水處理的目的越來(lái)越受到人們的關(guān)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(wèn)題,因此阻礙了微生物燃料電池進(jìn)一步的大規(guī)模應(yīng)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(duì)陰極所存在的問(wèn)題,本文先后制備了兩種陰極催化劑,通過(guò)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(xué)表征測(cè)試手段對(duì)材料的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。還有通過(guò)循環(huán)伏安(CV)和線性掃描伏安法(LSV)和旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極(RDE)測(cè)試,利用Koutecky–Levich方程計(jì)算出氧還原過(guò)程中的電子轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系通過(guò)調(diào)節(jié)不同的焙燒溫度,研究不同...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(xì)菌電子轉(zhuǎn)移機(jī)制
        1.2.3 微生物燃料電池的構(gòu)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(píng)價(jià)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(jìn)展
        1.2.8 微生物燃料電池的應(yīng)用前景
    1.3 微生物燃料電池陰極催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 鉑基催化劑
        1.3.2 碳基催化劑
        1.3.3 過(guò)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(shí)驗(yàn)材料及表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)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(xué)測(cè)試方法
        2.3.1 數(shù)據(jù)采集與計(jì)算
        2.3.2 功率密度和極化曲線的測(cè)試
        2.3.3 庫(kù)倫效率和COD測(cè)試
        2.3.4 線性掃描伏安測(cè)試(LSV)
第三章 鈷/硫化鈷/碳基復(fù)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(fù)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(fù)合體催化性能的比較
        3.2.6 (Co)/Co₉S₈/NPGC復(fù)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(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)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(xué)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(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3785676