目前,遍及全球性的能源危機(jī)和環(huán)境污染日益加劇,這激勵(lì)著人們研發(fā)可再生的環(huán)境友好型的新能源技術(shù)。從工業(yè)廢水中回收有價(jià)值的能源已經(jīng)成為環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域研究的一個(gè)重要方向。微生物燃料電池(MFC)以微生物為催化劑,通過(guò)微生物的新陳代謝將工業(yè)廢水中蘊(yùn)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為清潔、無(wú)污染的電能。MFC為一門(mén)交叉學(xué)科,涉及到生物、環(huán)境及電化學(xué)等多個(gè)學(xué)科,正處于試驗(yàn)水平,尚未實(shí)際應(yīng)用。本文采用雙室MFC裝置,以焦化廢水處理車間的厭氧污泥作為細(xì)菌接種源,采用在線馴化法考察電池的產(chǎn)電性能同時(shí)測(cè)定毒性物質(zhì)苯酚的降解率。(1)陽(yáng)極液中有機(jī)基質(zhì)僅添加葡萄糖過(guò)程中,葡萄糖逐漸減少,電池運(yùn)行五個(gè)周期過(guò)程中細(xì)菌逐漸適應(yīng)焦化廢水MFC產(chǎn)電體系。馴化成熟的生物膜細(xì)菌形狀有桿菌,球菌,其中以球菌居多；當(dāng)葡萄糖濃度為0.25g/L時(shí),電池輸出功率密度最大,為55.65 mW/m2,此時(shí)電流密度為525 mA/m2；循環(huán)伏安曲線中出現(xiàn)了氧化還原峰,表明體系中生成了電子中介體,第一至三周期氧化還原峰位置有所偏移,說(shuō)明混合菌體系電催化反應(yīng)可能不止一種產(chǎn)電菌參與,至第四、五周期分別出現(xiàn)一對(duì)非常明顯且對(duì)稱的氧化還原峰,峰位十分接近,此說(shuō)明生物膜已...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 課題研究背景
    1.2 燃料電池的分類
    1.3 微生物燃料電池的發(fā)展史
    1.4 MFC工作原理及體系能量損失分析
        1.4.1 MFC工作原理
        1.4.2 MFC體系能量損失分析
            1.4.2.1 能量損失類型
            1.4.2.2 能量損失最小化措施
    1.5 MFC反應(yīng)器構(gòu)型
        1.5.1 雙室MFC構(gòu)型
        1.5.2 單室MFC結(jié)構(gòu)
    1.6 焦化廢水處理現(xiàn)狀
    1.7 MFC存在的問(wèn)題
    1.8 課題創(chuàng)新及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 試劑與儀器
        2.1.1 試劑
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 裝置及陰極、陽(yáng)極液組成
        2.2.1 裝置
        2.2.2 陰極和陽(yáng)極溶液組成
    2.3 電壓、電流及功率密度的測(cè)定
    2.4 菌種選擇
    2.5 分析與表征
        2.5.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.5.2 交流阻抗測(cè)試
        2.5.3 極化曲線測(cè)試
        2.5.4 COD測(cè)定及庫(kù)倫效率
        2.5.5 掃描電鏡測(cè)試前電極預(yù)處理
第三章 以焦化廢水為基質(zhì)的MFC產(chǎn)電特性
    3.1 陰極和陽(yáng)極陽(yáng)極液組成
    3.2 測(cè)定方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 MFC啟動(dòng)過(guò)程
        3.3.2 焦化廢水MFC電化學(xué)性能
            3.3.2.1 MFC功率密度
            3.3.2.2 MFC循環(huán)伏安特性
            3.3.2.3 MFC阻抗對(duì)比
        3.3.3 陽(yáng)極液處理前后FTIR光譜測(cè)試
        3.3.4 碳?xì)蛛姌O掃描電鏡測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 MFC對(duì)苯酚的降解
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 陰極和陽(yáng)極液組成
        4.1.2 測(cè)定方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 MFC啟動(dòng)過(guò)程
        4.3.2 循環(huán)伏安曲線分析
        4.3.3 單一苯酚基質(zhì)COD去除率及庫(kù)倫效率
            4.3.3.1 苯酚降解率及功率密度曲線
            4.3.3.2 庫(kù)倫效率及COD去除率
        4.3.4 共基質(zhì)與單一基質(zhì)電池性能比較
            4.3.4.1 產(chǎn)電性能
            4.3.4.2 極化曲線對(duì)比
        4.3.5 不同負(fù)荷下MFC性能比較
            4.3.5.1 MFC產(chǎn)電穩(wěn)定性
            4.3.5.2 阻抗對(duì)比
            4.3.5.3 極化曲線對(duì)比
        4.3.6 碳?xì)蛛姌O掃描電鏡測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：4044922