本文關(guān)鍵詞：石墨烯摻雜聚苯胺陽極提高微生物燃料電池性能?，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微生物燃料電池(microbial fuel cell,MFC)技術(shù)可分解代謝污染物質(zhì)并同步輸出電能,在環(huán)境及能源領(lǐng)域吸引了越來越多的關(guān)注.但是,輸出功率密度較低、成本較高、底物降解率低等特點(diǎn)限制了其實(shí)際應(yīng)用,其中陽極是主要限制因素之一.本研究選取具有優(yōu)異導(dǎo)電性、大比表面積的石墨烯和生物相容性較好的聚苯胺(polyaniline,PANI),并優(yōu)化二者比例關(guān)系,制備得到石墨烯摻雜PANI復(fù)合材料.將復(fù)合材料涂覆在玻碳電極表面分析電化學(xué)性能,循環(huán)伏安(cyclic voltammetry,CV)和線性伏安掃描(linear sweep voltammetry,LSV)測(cè)試結(jié)果均顯示石墨烯含量占比20%的復(fù)合電極(20%石墨烯)電化學(xué)性能最好.將復(fù)合材料修飾在碳布表面作為MFC陽極時(shí)以石墨烯含量占比5%的復(fù)合電極(5%石墨烯)生物電化學(xué)性能最佳,LSV得到最大輸出功率密度為(831±45)m W·m-2,分別是20%石墨烯、1%石墨烯、石墨烯、PANI、碳布陽極的1.2、1.3、1.3、1.5、1.8倍.最大輸出電壓、開路電壓、化學(xué)需氧量去除率、庫侖效率、生物量密度均以5%石墨烯電極最高.電化學(xué)阻抗分析表明5%石墨烯電極極化內(nèi)阻僅為(24±2)Ω,是碳布電極的19.8%.電化學(xué)和生物電化學(xué)性能并不完全一致,說明電極材料的生物相容性是影響MFC性能的主要因素之一.5%石墨烯陽極充分發(fā)揮了石墨烯和聚苯胺的優(yōu)點(diǎn),提高了MFC的產(chǎn)電性能.
【作者單位】： 江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院環(huán)境與生物技術(shù)研究室;臨沂大學(xué)生命科學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 微生物燃料電池 陽極修飾 聚苯胺 石墨烯 產(chǎn)電
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21076097) 江蘇省“六大人才高峰”項(xiàng)目(2011-JNHB-004)
【分類號(hào)】：TM911.45
【正文快照】： 微生物燃料電池(microbial fuel cell,MFC)是最近10年來的研究熱點(diǎn),其可以在分解代謝各類污染物的同時(shí)輸出電能,且無需任何動(dòng)力及能源輸入[1~4].在當(dāng)今能源緊張及環(huán)境壓力較大的背景下MFC吸引了越來越多的關(guān)注.但是目前MFC輸出功率較低、成本較高限制了其進(jìn)一步發(fā)展.陽極材料

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本文編號(hào)：436922