微生物燃料電池電極材料的優(yōu)化及處理生活污水的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著全球性經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題成為了限制社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。而一種新型的廢物資源化方式-微生物燃料電池（MFC），已經(jīng)漸漸為研究者所青睞，以期待能為資源化短缺的今天有所作為。就目前存在的微生物燃料電池而言，存在構(gòu)型過(guò)小難以幾何放大，催化劑成本高，離子交換膜價(jià)格昂貴，產(chǎn)電量較小等問(wèn)題。本課題主要以雙室微生物燃料電池為研究對(duì)象，選用低價(jià)位催化劑修飾電極材料來(lái)提高微生物燃料電池的產(chǎn)電性能，并研究其處理生活污水的性能。

2、　　通過(guò)摻鉛二氧化錳對(duì)MFC陰極材料進(jìn)行修飾表明：與MnO2修飾的陰極對(duì)比，功率密度提高了45.99％，表觀內(nèi)阻降低了42.8?，電壓提高了62 mV，最大電壓可達(dá)448 mV，不但提高了微生物燃料電池氧化還原電位的催化效果，而且也提高了產(chǎn)電效率。相比于 Pt/C修飾，性能雖有差距，但降低了運(yùn)行成本，便于實(shí)際投入運(yùn)行。
　　MFC的陽(yáng)極經(jīng)過(guò)聚苯胺摻中性紅修飾后，最大電壓可達(dá)459 mV，電壓提高了51 mV，功率密度提升了19.9

3、7%，表觀內(nèi)阻減小了32?。電池的最大功率密度可達(dá)到為2019.35 mW/m3，電池的啟動(dòng)時(shí)間縮短了57h，庫(kù)侖效率提高24.71%。在對(duì)生活污水的處理方面，COD的去除速率也明顯提高，最大COD去除速率達(dá)到93.6%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了PANI/NR修飾MFC陽(yáng)極可增強(qiáng)陽(yáng)極的生物兼容性和電子轉(zhuǎn)移速率，并且減少電池的啟動(dòng)時(shí)間，具有一定的實(shí)際意義。
　　MFC陽(yáng)極對(duì)生活污水去除效果及產(chǎn)電性能的研究表明：當(dāng) COD初始濃度532.47

4、mg/L時(shí)，MFC的電壓最大為432 mV，當(dāng)初始COD的濃度為768.61 mg/L時(shí)，最大電壓所持續(xù)的時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)為193h，而較低的初始COD濃度對(duì)MFC庫(kù)倫效率和 COD去除率的影響較小。當(dāng)水力停留時(shí)間為8h，MFC的COD和氨氮去除率均達(dá)到最大，分別為82.40%和78.35%，功率密度和庫(kù)倫效率均達(dá)到最大，分別為2252.67 mW/m3和29.27%。上述結(jié)果表明 MFC電極材料通過(guò)修飾后可提高其產(chǎn)電性能，利用MFC可實(shí)現(xiàn)生活