與傳統(tǒng)燃料電池相比,微生物燃料電池（MFC）具有原材料易于獲得、來源廣泛、反應(yīng)條件相對(duì)溫和,清潔環(huán)保、生物相容性良好等優(yōu)點(diǎn)。此外,微生物的生長(zhǎng)環(huán)境易于控制,使得電池系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、維護(hù)便利性高的特點(diǎn)。然而,低輸出功率和高使用成本等缺陷嚴(yán)重制約了MFC的發(fā)展。陽(yáng)極作為MFC的重要組成部分,可作為微生物附著的載體,直接影響產(chǎn)電菌的附著和電子的細(xì)胞外轉(zhuǎn)移,是制約MFC產(chǎn)電能力的重要因素。本文針對(duì)MFC出現(xiàn)的功率輸出低、成本高昂等不足,提出一種全新的陽(yáng)極修飾法-合成赤鐵礦陣列修飾的MFC陽(yáng)極材料,并將其組成赤鐵礦半導(dǎo)體-微生物-光能的復(fù)合體系,并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。具體研究?jī)?nèi)容如下:本文研究了水熱法合成前驅(qū)體納米針鐵礦陣列,探究了水熱反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)釜空間占比對(duì)前驅(qū)體尺寸形貌的影響,特此設(shè)置不同的時(shí)間梯度以及不同反應(yīng)釜空間占比的實(shí)驗(yàn)對(duì)照組,并通過SEM等表征手段對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。結(jié)果表明水熱反應(yīng)的最佳時(shí)間為4小時(shí),時(shí)間的過短、過長(zhǎng)均不利于形成均勻的前驅(qū)體針鐵礦陣列。當(dāng)溶液體積與反應(yīng)釜總體積比為30:100時(shí),針鐵礦前驅(qū)體的形貌尺寸得到了很好的控制,整體呈現(xiàn)陣列結(jié)構(gòu),平均直徑在30nm-140n... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 微生物燃料電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 微生燃料電池發(fā)展及應(yīng)用
        1.2.2 微生物燃料電池工作原理及特點(diǎn)
        1.2.3 微生燃料電池分類
        1.2.4 微生物燃料電池結(jié)構(gòu)組成
        1.2.5 微生物燃料電池產(chǎn)電主要影響因素
    1.3 微生物燃料電池產(chǎn)電微生物
        1.3.1 希瓦氏菌
        1.3.2 紅螺菌
        1.3.3 硫還原地桿菌
        1.3.4 隱藏嗜酸菌
    1.4 鐵氧化物相關(guān)簡(jiǎn)介
        1.4.1 鐵氧化物分類及其性質(zhì)
        1.4.2 鐵氧化物常見制備方法
            1.4.2.1 水熱法
            1.4.2.2 氣相沉積法
            1.4.2.3 溶膠凝膠法
            1.4.2.4 模板法
            1.4.2.5 自組裝法
            1.4.2.6 其它合成法
        1.4.3 常見鐵氧化物應(yīng)用
            1.4.3.1 針鐵礦
            1.4.3.2 赤鐵礦
        1.4.4 微生物燃料電池中鐵氧化物的應(yīng)用
    1.5 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.6 本論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 實(shí)電極制備表征測(cè)試與體系構(gòu)建
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)化學(xué)試劑
    2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.4 微生物的培養(yǎng)及富集
        2.4.1 微生物的種類及特點(diǎn)
        2.4.2 產(chǎn)電微生物的培養(yǎng)
    2.5 修飾陽(yáng)極電極制備
    2.6 樣品表征及測(cè)試方法
        2.6.1 X射線衍射（XRD）
        2.6.2 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.6.3 紫外可見分光光度儀（UV-Vis）
        2.6.4 激光共聚焦顯微鏡
        2.6.5 電化學(xué)測(cè)試
    2.7 BCA生物量表征
    2.8 微生物燃料電池體系的搭建
第三章 納米針鐵礦陣列前驅(qū)體合成
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.1 前驅(qū)體針鐵礦表征分析
            3.3.1.1 水熱反應(yīng)時(shí)間對(duì)前驅(qū)體影響SEM圖
            3.3.1.2 反應(yīng)釜空間占比對(duì)前驅(qū)體影響SEM圖
    3.4 本章小結(jié)
第四章 赤鐵礦陣列修飾電極制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.1 赤鐵礦陣列表征分析
            4.3.1.1 合成赤鐵礦陣列SEM表征
            4.3.1.2 合成赤鐵礦陣列XRD表征
            4.3.1.3 合紫外可見吸收（UV-Vis）表征
        4.3.2 赤鐵礦陣列修飾電極電化學(xué)性能分析
            4.3.2.1 線性掃描伏安法
            4.3.2.2 電流-時(shí)間曲線圖
            4.3.2.3 循環(huán)伏安曲線圖
        4.3.3 前驅(qū)體水熱反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)釜空間占比影響
            4.3.3.1 水熱反應(yīng)時(shí)間影響
            4.3.3.2 反應(yīng)釜空間占比影響
        4.3.4 ShewanellaoneidensisMR-1生長(zhǎng)曲線圖
        4.3.5 熒光共焦表征
        4.3.6 赤鐵礦陣列修飾電極表面蛋白附著量
    4.4 機(jī)制解釋
    4.5 前景應(yīng)用
    4.6 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]用高濃度對(duì)苯二甲酸溶液產(chǎn)電的微生物燃料電池[J]. 葉曄捷,宋天順,徐源,陳英文,祝社民,沈樹寶.  環(huán)境科學(xué). 2009(04)
[3]二氧化錳沉淀分離EDTA滴定法測(cè)定電解錳生產(chǎn)中鎂含量[J]. 孫大貴,劉兵,劉作華,杜軍,陶長(zhǎng)元.  冶金分析. 2008(11)
[4]高錳酸鉀作陰極的微生物燃料電池[J]. 詹亞力,王琴,閆光緒,郭紹輝.  高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
[5]乙酸鈉為基質(zhì)的微生物燃料電池產(chǎn)電過程[J]. 馮玉杰,王鑫,李賀,任南琪.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(12)
[6]采用Nafion粘結(jié)劑的PEMFC氧電極研究[J]. 韓佐青,司永超,陳延禧,楊蘭生.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 1997(05)



本文編號(hào)：2938414