微生物燃料電池（Microbial Fuel Cells, MFCs）能夠在微生物的作用下將廢水中的有機(jī)污染物的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,實(shí)現(xiàn)處理廢水和回收電能的雙重目的。氧氣常被用作MFCs的陰極電子受體還原,催化氧還原陰極材料的性能對(duì)得到穩(wěn)定的MFCs產(chǎn)電性能和擴(kuò)展MFCs應(yīng)用范圍起著關(guān)鍵作用。普魯士藍(lán)（Prussianblue, PB）具有良好的電催化氧還原活性,可以作為MFCs的陰極修飾材料。然而,PB與電極表面粘附力弱且機(jī)械穩(wěn)定性差,使得其在MFCs中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差,所以提高PB在電極表面的吸附能力和機(jī)械穩(wěn)定性有助于解決長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題。膜生物反應(yīng)器（Membrane Bioreactors, MBRs）具有膜分離和生物處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),而膜污染是MBRs擴(kuò)大應(yīng)用范圍和降低處理成本的主要瓶頸。MFCs-MBR強(qiáng)化污水處理的耦合系統(tǒng),可有效的利用MBR曝氣池提供的氧氣作為MFCs陰極的電子受體,不僅能夠得到高質(zhì)量的出水以及連續(xù)長(zhǎng)周期穩(wěn)定的電池電壓,同時(shí)膜污染情況也得到了一定的緩解。但是如何改善MFCs-MBRs系統(tǒng)陰極的導(dǎo)電與過(guò)濾功能,解決膜污染問(wèn)題研究較少。本論文以研究MFCs... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１微生物燃料電池結(jié)構(gòu)與原理示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｍｉｃｒｏｂｉａｌ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌｓ??

?陽(yáng)極產(chǎn)電微生物的代謝是產(chǎn)酸的反應(yīng)，因此陽(yáng)極出水ｐＨ的變化也能夠說(shuō)明產(chǎn)電菌??性能變化情況。如圖２．４所示，啟動(dòng)過(guò)程中，陽(yáng)極出水ｐＨ逐漸下降，由最初出水接近??７，在第１０個(gè)周期出水達(dá)到了?５．１。由于陽(yáng)極質(zhì)子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于陽(yáng)極其他陽(yáng)離子濃度，??因此陽(yáng)極產(chǎn)生的質(zhì)子很少會(huì)通過(guò)質(zhì)子膜傳遞至陰極。而陽(yáng)極溶液ｐＨ的持續(xù)產(chǎn)生和積累，??可能是導(dǎo)致陽(yáng)極ＣＯＤ去除率不能再升高的一種原因，因?yàn)殡m然產(chǎn)電微生物有一定的耐??酸性，但是持續(xù)下降的ｐＨ會(huì)影響其代謝功能。因此許多學(xué)者也在研宄提高陽(yáng)極進(jìn)水ｐＨ，??以達(dá)到比較高的有機(jī)物去除率，但是維持比較高的陽(yáng)極ｐＨ需要加入堿性物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)，??比較難控制而且會(huì)增加費(fèi)用。本論文中主要是考察陰極的特性，需要比較穩(wěn)定的陽(yáng)極表??現(xiàn)，因此采用前面所述的進(jìn)水。??２．５．２啟動(dòng)前后陽(yáng)極石墨顆粒表面掃描電鏡表征??１Ｅ??？肥糾�。椋�?ｉｉ＇ｊｉ

??氧化石墨稀、石墨稀、普魯士藍(lán)以及普魯士藍(lán)／石墨稀的紅外光譜分析結(jié)果圖３．４所??示。在１７２８?ｃｍ＿ｉ處的峰是由于Ｃ＝０的伸縮振動(dòng)引起的，１５８８?ｃｎｆｉ處的峰是由于未被氧??化Ｃ＝Ｃ的骨架振動(dòng)引起［１９４］，而１４２６、１２１５以及１０４８?ｃｍ—１處的伸縮振動(dòng)峰是由于０－Ｈ、??環(huán)氧官能團(tuán)（Ｃ－０）和焼氧基（Ｃ－０）的變形所引起的，這些峰在ａ曲線中均有很明顯的體現(xiàn)。??但是在經(jīng)過(guò)鐵還原后的ｂ和ｄ曲線上，以上這些峰發(fā)生不同程度的消失和衰減，也即發(fā)??生了還原反應(yīng)但是還原程度不完全。曲線Ｃ和ｄ中，２０９０、６０２和４９８?ｃｎｆｉ處的峰是由??于普魯士藍(lán)中的Ｆｅ２＋－ＣＮ－Ｆｅ３＋的Ｃ－Ｎ伸縮振動(dòng)和Ｆｅ－Ｃ－Ｎ結(jié)構(gòu)的彎曲振動(dòng)所引起的［ｉ９５］，??在曲線ｄ中２０９０處的峰發(fā)生稍微的分裂。由此可以看出，在ＰＢ／ｒＧＯ中ｒＧＯ納米結(jié)構(gòu)??上有普魯士藍(lán)納米成分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]微生物燃料電池SPG和PB/PANI氧還原陰極的研究[D]. 付磊.大連理工大學(xué) 2010
[2]膜抗生物污染改性及其在MBR中性能研究[D]. 王嬋嬋.大連理工大學(xué) 2010
[3]聚氨基蒽醌修飾氧還原陰極性能及其電Fenton的應(yīng)用[D]. 高明明.大連理工大學(xué) 2009
[4]摻雜蒽醌/聚吡咯膜電極的電催化氧還原性能及應(yīng)用研究[D]. 張國(guó)權(quán).大連理工大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2985320