聚苯胺/海藻酸鈉修飾陽極的微生物燃料電池的性能研究
發(fā)布時間：2021-07-15 17:03
微生物燃料電池（Microbial Fuel Cell,MFC）是利用微生物為催化劑,將儲存在有機物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。MFC在產(chǎn)電的同時還可以處理廢水,是一種很有前途的綠色能源技術(shù)。陽極作為微生物附著的場所,對MFC的整體性能起著至關(guān)重要的作用。本論文主要研究了聚苯胺（PANI）和海藻酸鈉（SA）復(fù)合材料的制備、以及在MFC中的應(yīng)用,進而提高了MFC的產(chǎn)電和儲能性能。首先以碳?xì)郑–F）為基體,制備PANI-SA/CF和PANI/CF電極,將其與CF電極作為陽極應(yīng)用到MFC中。PANI的理論電容量較大,氧化還原可逆性好,可提高陽極性能且利于電能輸出。在充電60min放電90min（C60/D90）時,PANI-SA/CF和PANI/CF陽極的儲存電量分別為2331.67C/m2、2312.87C/m2,是CF陽極（423.05C/m2）的5.51倍、5.46倍。而且,PANI-SA納米纖維結(jié)構(gòu),有利于微生物附著,可增大MFC的產(chǎn)電性能。在CF基體上聚合PANI、PANI-SA后促使MFC系統(tǒng)的最大輸出功率密度從1...
【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：108 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
微生物燃料電池的產(chǎn)電機理圖
圖 1.3 陽極微生物胞外電子傳遞示意圖（a）直接接觸（b）中介體（c）納米導(dǎo)線[17]燃料電池的陽極修飾料的選擇是 MFC 的主要組成部分，決定了 MFC 的性能和成本[18]。領(lǐng)域是開發(fā)新材料以取代價格昂貴的鉑金[19, 20]。鉑金不適材料，因為鉑電極在電解過程中的產(chǎn)物（順鉑）會抑制大能[21, 22]。鑒于此，碳材料和非腐蝕性金屬材料是目前 MFC極材料。選擇具有價格便宜、機械性能強、比表面積大、電于增加 MFC 的功率密度和電壓輸出至關(guān)重要。于 MFC 的陽極材料見圖 1.4。
圖 1.3 陽極微生物胞外電子傳遞示意圖（a）直接接觸（b）中介體（c）納米導(dǎo)線[17]1.3 微生物燃料電池的陽極修飾1.3.1 陽極材料的選擇陽極材料是 MFC 的主要組成部分，決定了 MFC 的性能和成本[18]。目前電化學(xué)研究的一個關(guān)鍵領(lǐng)域是開發(fā)新材料以取代價格昂貴的鉑金[19, 20]。鉑金不適合作為在 MF中應(yīng)用的陽極材料，因為鉑電極在電解過程中的產(chǎn)物（順鉑）會抑制大腸桿菌的分裂顯示出抗菌性能[21, 22]。鑒于此，碳材料和非腐蝕性金屬材料是目前 MFC 系統(tǒng)中使用最廣泛的基礎(chǔ)陽極材料。選擇具有價格便宜、機械性能強、比表面積大、電化學(xué)性質(zhì)良好的陽極材料對于增加 MFC 的功率密度和電壓輸出至關(guān)重要。常見的用于 MFC 的陽極材料見圖 1.4。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微生物燃料電池中產(chǎn)電微生物的研究進展[J]. 張霞,肖瑩,周巧紅,吳振斌. 生物技術(shù)通報. 2017(10)
[2]三維多孔結(jié)構(gòu)聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能[J]. 羅健萍,樊新,陸唯,李業(yè)寶,黃烈可,陳中勝. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(03)
[3]海藻酸鈉的濃度對聚苯胺/海藻酸鈉電化學(xué)性能的影響[J]. 陳娜麗,任亞鵬,翁立娟,董偉,譚琳,馮輝霞. 精細(xì)化工. 2016(04)
[4]多糖的結(jié)構(gòu)測定及應(yīng)用[J]. 田華,張義明. 中國食品添加劑. 2012(02)
[5]天然高分子可降解材料的研究與發(fā)展[J]. 何樂,陳復(fù)生,劉伯業(yè),孫倩. 化工新型材料. 2011(05)
[6]微生物燃料電池產(chǎn)電研究及微生物多樣性分析[J]. 付潔,戚天勝,蔡小波,李科,靳艷玲,甘明哲,趙海. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2009(04)
[7]微生物燃料電池[J]. 劉宏芳,鄭碧娟. 化學(xué)進展. 2009(06)
[8]微生物燃料電池的產(chǎn)電機制[J]. 盧娜,周順桂,倪晉仁. 化學(xué)進展. 2008(Z2)
[9]微生物燃料電池[J]. 關(guān)毅,張鑫. 化學(xué)進展. 2007(01)
[10]微生物燃料電池的研究進展[J]. 連靜,馮雅麗,李浩然,杜竹瑋. 過程工程學(xué)報. 2006(02)
博士論文
[1]聚苯胺基納米復(fù)合材料的制備及在超級電容器中的應(yīng)用[D]. 李英芝.東華大學(xué) 2012
碩士論文
[1]聚苯胺基水凝膠以及氮摻雜炭/石墨烯的制備及性能研究[D]. 羅金偉.湖南大學(xué) 2016
[2]海藻酸鈉基復(fù)合凝膠的制備與性能研究[D]. 趙睿.武漢工程大學(xué) 2016
[3]石墨烯聚苯胺修飾電極在雙室微生物燃料電池中的應(yīng)用研究[D]. 周揚.長安大學(xué) 2015
本文編號：3286114
【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：108 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
微生物燃料電池的產(chǎn)電機理圖
圖 1.3 陽極微生物胞外電子傳遞示意圖（a）直接接觸（b）中介體（c）納米導(dǎo)線[17]燃料電池的陽極修飾料的選擇是 MFC 的主要組成部分，決定了 MFC 的性能和成本[18]。領(lǐng)域是開發(fā)新材料以取代價格昂貴的鉑金[19, 20]。鉑金不適材料，因為鉑電極在電解過程中的產(chǎn)物（順鉑）會抑制大能[21, 22]。鑒于此，碳材料和非腐蝕性金屬材料是目前 MFC極材料。選擇具有價格便宜、機械性能強、比表面積大、電于增加 MFC 的功率密度和電壓輸出至關(guān)重要。于 MFC 的陽極材料見圖 1.4。
圖 1.3 陽極微生物胞外電子傳遞示意圖（a）直接接觸（b）中介體（c）納米導(dǎo)線[17]1.3 微生物燃料電池的陽極修飾1.3.1 陽極材料的選擇陽極材料是 MFC 的主要組成部分，決定了 MFC 的性能和成本[18]。目前電化學(xué)研究的一個關(guān)鍵領(lǐng)域是開發(fā)新材料以取代價格昂貴的鉑金[19, 20]。鉑金不適合作為在 MF中應(yīng)用的陽極材料，因為鉑電極在電解過程中的產(chǎn)物（順鉑）會抑制大腸桿菌的分裂顯示出抗菌性能[21, 22]。鑒于此，碳材料和非腐蝕性金屬材料是目前 MFC 系統(tǒng)中使用最廣泛的基礎(chǔ)陽極材料。選擇具有價格便宜、機械性能強、比表面積大、電化學(xué)性質(zhì)良好的陽極材料對于增加 MFC 的功率密度和電壓輸出至關(guān)重要。常見的用于 MFC 的陽極材料見圖 1.4。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微生物燃料電池中產(chǎn)電微生物的研究進展[J]. 張霞,肖瑩,周巧紅,吳振斌. 生物技術(shù)通報. 2017(10)
[2]三維多孔結(jié)構(gòu)聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能[J]. 羅健萍,樊新,陸唯,李業(yè)寶,黃烈可,陳中勝. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(03)
[3]海藻酸鈉的濃度對聚苯胺/海藻酸鈉電化學(xué)性能的影響[J]. 陳娜麗,任亞鵬,翁立娟,董偉,譚琳,馮輝霞. 精細(xì)化工. 2016(04)
[4]多糖的結(jié)構(gòu)測定及應(yīng)用[J]. 田華,張義明. 中國食品添加劑. 2012(02)
[5]天然高分子可降解材料的研究與發(fā)展[J]. 何樂,陳復(fù)生,劉伯業(yè),孫倩. 化工新型材料. 2011(05)
[6]微生物燃料電池產(chǎn)電研究及微生物多樣性分析[J]. 付潔,戚天勝,蔡小波,李科,靳艷玲,甘明哲,趙海. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2009(04)
[7]微生物燃料電池[J]. 劉宏芳,鄭碧娟. 化學(xué)進展. 2009(06)
[8]微生物燃料電池的產(chǎn)電機制[J]. 盧娜,周順桂,倪晉仁. 化學(xué)進展. 2008(Z2)
[9]微生物燃料電池[J]. 關(guān)毅,張鑫. 化學(xué)進展. 2007(01)
[10]微生物燃料電池的研究進展[J]. 連靜,馮雅麗,李浩然,杜竹瑋. 過程工程學(xué)報. 2006(02)
博士論文
[1]聚苯胺基納米復(fù)合材料的制備及在超級電容器中的應(yīng)用[D]. 李英芝.東華大學(xué) 2012
碩士論文
[1]聚苯胺基水凝膠以及氮摻雜炭/石墨烯的制備及性能研究[D]. 羅金偉.湖南大學(xué) 2016
[2]海藻酸鈉基復(fù)合凝膠的制備與性能研究[D]. 趙睿.武漢工程大學(xué) 2016
[3]石墨烯聚苯胺修飾電極在雙室微生物燃料電池中的應(yīng)用研究[D]. 周揚.長安大學(xué) 2015
本文編號：3286114
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