發(fā)布時(shí)間：2021-01-15 10:17

　　微生物燃料電池（Microbial fuel cells,MFC）作為一種可持續(xù)發(fā)展的綠色技術(shù),能夠在實(shí)現(xiàn)污水處理的同時(shí)進(jìn)行生物產(chǎn)電,有助于緩解能源需求,改善廢水污染問(wèn)題。其中空氣陰極MFC構(gòu)造簡(jiǎn)單,且直接利用氧氣作為電子受體,成本低,最具大規(guī)模應(yīng)用潛力。但空氣陰極MFC要想實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,需要最大程度提高其電能輸出。使用催化劑來(lái)促進(jìn)陰極的氧還原反應(yīng)是提高空氣陰極MFC電能輸出最常用的方法。目前,Pt是最為常用且有效的氧還原反應(yīng)催化劑。然而,由于Pt催化劑價(jià)格昂貴,很難進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。因此,開(kāi)發(fā)高效、廉價(jià)的陰極催化劑成為當(dāng)前研究亟待攻關(guān)的科技任務(wù)。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外空氣陰極MFC氧還原催化劑研究的基礎(chǔ)上,利用金屬有機(jī)骨架化合物（MOF）衍生的方法,設(shè)計(jì)、合成了鎳鐵基層狀雙氫氧化物（Ni Fe-LDH）納米催化劑材料。在得到Ni Fe-LDH后,進(jìn)一步通過(guò)聚苯乙磺酸鈉（PSS）插層技術(shù),得到了鎳鐵基層狀雙氫氧化物（Ni Fe-LDH-PSS）。利用物理、化學(xué)表征技術(shù),對(duì)所得的兩種材料的理化性質(zhì)進(jìn)行了表征,并將其應(yīng)用到MFC中,最終實(shí)現(xiàn)MFC陰極功能強(qiáng)化。具體如下所示:采用Fe-MOF... 

【文章來(lái)源】：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

空氣陰極微生物燃料電池構(gòu)造圖

第2章MOF衍生NiFe-LDH納米顆粒的制備及其在微生物燃料電池中的應(yīng)用162.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果2.4.1NiFe-LDH材料晶體結(jié)構(gòu)分析圖2.2NiFe-LDH材料的XRD圖譜通過(guò)圖2.2X-射線衍射儀分析了所得NiFe-LDH材料的晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖2.1所示。從XRD圖譜圖中可以觀察到，得到的NiFe-LDH材料在14°、25°、37°處都顯示出了特征峰(圖2.2a,b)，這些特征峰的存在證明了通過(guò)共沉淀法和MOF離子交換法都成功合成出NiFe-LDH。同時(shí)，圖b即通過(guò)MOF進(jìn)行離子交換法得到的NiFe-LDH的特征峰都具有較強(qiáng)的衍射強(qiáng)度，這表明通過(guò)MOF合成的材料具有較好的內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)。

Fe-MOF和NiFe-LDH材料的FTIR圖譜

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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