微生物燃料電池(microbial fuel cell,簡(jiǎn)稱(chēng)MFC)是一種利用電活性微生物(electroactive microorganisms,簡(jiǎn)稱(chēng)EAMs)的新陳代謝氧化分解有機(jī)物,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的生物電化學(xué)技術(shù)。近年來(lái),隨著研究者們的不懈努力,MFC的理論基礎(chǔ)研究逐漸成熟,MFC的實(shí)際應(yīng)用,特別是在污水處理方面,受到研究者的廣泛關(guān)注。MFC的陽(yáng)極是產(chǎn)電微生物的生長(zhǎng)場(chǎng)所,其生物電催化性能受陽(yáng)極上EAMs的生長(zhǎng)數(shù)量和電子傳遞速率的影響。提高陽(yáng)極的生物電催化性能是推進(jìn)MFC實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。碳材料由于具有良好的穩(wěn)定性和生物相容性是MFC常用的陽(yáng)極材料;然而,因其具有相對(duì)較低的電導(dǎo)率、較差的機(jī)械性能、且不易加工等特點(diǎn),使其實(shí)際應(yīng)用受到了極大的限制。不銹鋼材料(SS)具有優(yōu)異的機(jī)械性能、良好的導(dǎo)電性、和易于加工等優(yōu)點(diǎn),在許多研究中被廣泛用作MFC的集流體。但是其生物相容性較差,產(chǎn)電電流密度非常低(只有約0.02A·m^-2)。針對(duì)SS的生物相容性差的問(wèn)題,本文開(kāi)展SS的表面修飾研究,以改善SS的生物相容性,提高其微生物電催化性能,從而提高M(jìn)FC的產(chǎn)電性能;同時(shí),本...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 微生物燃料電池
        1.2.1 MFC的工作原理
        1.2.2 MFC的發(fā)展歷程
    1.3 MFC的陽(yáng)極材料
        1.3.1 碳基陽(yáng)極及其表面修飾
        1.3.2 金屬基陽(yáng)極及表面修飾
    1.4 不銹鋼的耐腐蝕研究
    1.5 本論文的研究意義及其主要內(nèi)容
        1.5.1 本論文的意義
        1.5.2 本論文的主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 微生物培養(yǎng)所需藥品
        2.1.1 磷酸緩沖溶液的配置
        2.1.2 微量金屬元素溶液的配置
        2.1.3 維他命溶液的配置
        2.1.4 微生物營(yíng)養(yǎng)液的配置
    2.2 材料的表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)
        2.2.4 能量色散X射線(xiàn)光譜(EDX)
        2.2.5 熱重-差熱分析(TG)
        2.2.6 激光拉曼光譜(Raman)
    2.3 耐腐蝕性能測(cè)試(Tafel)
    2.4 陽(yáng)極的生物電化學(xué)測(cè)試
        2.4.1 時(shí)間-電流曲線(xiàn)測(cè)試(i-t)
        2.4.2 交流阻抗測(cè)試(EIS)
    2.5 陽(yáng)極微生物膜的固定及形貌表征
第3章 不銹鋼的熱氧化修飾及其微生物電化學(xué)和耐腐蝕性能研究
    3.1 引言
    3.2 熱處理不銹鋼陽(yáng)極材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 熱處理不銹鋼的形貌表征
        3.3.2 熱處理不銹鋼的成分分析
    3.4 熱處理不銹鋼的耐腐蝕性能
    3.5 熱處理不銹鋼的微生物電催化性能
        3.5.1 熱處理不銹鋼的電流密度-時(shí)間曲線(xiàn)
        3.5.2 熱處理不銹鋼的交流阻抗曲線(xiàn)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 不銹鋼的氣相沉積表面修飾及其微生物電化學(xué)和耐腐蝕性能研究
    4.1 引言
    4.2 不銹鋼的氣相沉積表面修飾
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 NFO-SS和 CNM-SS的形貌表征
        4.3.2 NFO-SS的成分分析
        4.3.3 NFO-SS的熱失重分析
    4.4 NFO-SS電極的耐腐蝕性能
    4.5 NFO-SS電極的微生物電催化性能
    4.6 NFO-SS電極的生物膜形貌表征
    4.7 本章小結(jié)
第5章 不銹鋼的炭黑修飾及其微生物電化學(xué)和耐腐蝕性能研究
    5.1 引言
    5.2 SS/CB-heat復(fù)合陽(yáng)極的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 SS/CB-heat的形貌表征
        5.3.2 SS/CB-heat的拉曼光譜分析
        5.3.3 SS/CB-heat的元素分析
    5.4 SS/CB-heat電極的耐腐蝕性能
    5.5 SS/CB-heat電極的微生物電催化性能
        5.5.1 SS/CB-heat電極的時(shí)間-電流密度曲線(xiàn)
        5.5.2 SS/CB-heat電極的交流阻抗曲線(xiàn)
    5.6 SS/CB-heat電極的生物膜形貌表征
    5.7 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 本文結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間公開(kāi)發(fā)表論文(著)及科研情況
致謝



本文編號(hào)：3824111