發(fā)布時(shí)間：2024-03-12 18:54

　　當(dāng)今社會面臨著環(huán)境污染和能源短缺的危機(jī),氫氣作為綠色可再生能源具有廣泛的應(yīng)用前景。微生物光電化學(xué)池(Microbial photoelectrochemical cell,MPEC)作為一種新型產(chǎn)氫技術(shù)引起人們的廣泛關(guān)注。MPEC主要是通過利用微生物催化氧化作用及太陽能照射光陰極實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解同時(shí)達(dá)到產(chǎn)氫的目的。在MPEC系統(tǒng)中光陰極材料的選擇非常重要。本文制備了兩種不同的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)基復(fù)合光陰極材料,對其進(jìn)行表征并測試其光電催化性能。以剩余活性污泥作為陽極室有機(jī)污染物構(gòu)建了MPEC系統(tǒng),研究了兩種復(fù)合光陰極在施加不同外加電壓條件下對MPEC系統(tǒng)產(chǎn)氫和污泥降解的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)將石墨氮化碳(g-C₃N₄)和氮摻雜碳量子點(diǎn)(N-CQDs)負(fù)載在氧化鎳納米片(Ni O NAs)上制備了Ni O NAs/g-C₃N₄/N-CQDs復(fù)合光陰極。在可見光條件下,Ni O NAs/g-C₃N₄

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 微生物電解池(MEC)技術(shù)
        1.2.1 MEC工作原理
        1.2.2 MEC電極材料
    1.3 光電化學(xué)(PEC)制氫技術(shù)
        1.3.1 光電化學(xué)(PEC)陰極產(chǎn)氫機(jī)理
        1.3.2 光電陰極材料
        1.3.3 g-C₃N₄光催化產(chǎn)氫研究進(jìn)展
    1.4 微生物光電化學(xué)池(MPEC)制氫技術(shù)
        1.4.1 MPEC技術(shù)原理
        1.4.2 MPEC技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.5 研究目的、內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.1 光催化陰極的制備與表征
        2.2.2 光催化陰極的表征
        2.2.3 污泥來源及預(yù)處理
    2.3 MPEC啟動與運(yùn)行
        2.3.1 MPEC陽極改性
        2.3.2 MPEC啟動裝置
        2.3.3 MPEC反應(yīng)器構(gòu)建
    2.4 MPEC分析與測量方法
        2.4.1 污泥指標(biāo)
        2.4.2 MPEC性能評價(jià)方法
第三章 NiO NAs/g-C₃N₄/N-CQDs光陰極MPEC污泥減量及制氫
    3.1 概述
    3.2 Ni O NAs/g-C₃N₄/N-CQDs光陰極表征和光電性能
        3.2.1 形貌分析
        3.2.2 X射線衍射(XRD)分析
        3.2.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        3.2.4 紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis)分析
        3.2.5 光致發(fā)光光譜(PL)分析
        3.2.6 光電化學(xué)測量
        3.2.7 光電催化機(jī)理
    3.3 MPEC系統(tǒng)產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 MPEC系統(tǒng)電流密度
        3.3.2 MPEC系統(tǒng)污泥減量
        3.3.3 MPEC系統(tǒng)產(chǎn)氫性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 g-C₃N₄/CQDs/Bi OBr光陰極MPEC污泥減量及制氫
    4.1 概述
    4.2 g-C₃N₄/CQDs/Bi OBr光陰極表征和光電性能
        4.2.1 形貌分析
        4.2.2 X射線衍射(XRD)分析
        4.2.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        4.2.4 紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis)分析
        4.2.5 光致發(fā)光光譜(PL)分析
        4.2.6 傅里葉紅外(FT-IR)分析
        4.2.7 光電化學(xué)測量
        4.2.8 活性物種捕獲實(shí)驗(yàn)
        4.2.9 光電催化機(jī)理
    4.3 MPEC系統(tǒng)產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 MPEC系統(tǒng)電流密度
        4.3.2 MPEC系統(tǒng)污泥減量
        4.3.3 MPEC系統(tǒng)產(chǎn)氫性能
    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)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：3926724