M-N-C阴极催化剂的制备及其在微生物燃料电池中的应用

发布时间：2018-12-20 11:56

【摘要】：以聚苯胺和硝酸盐为前驱体,采用热处理法制备了M-N-C(M=Fe,Co)材料,并将其作为厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)阴极催化剂。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行晶型结构和表面形貌的表征。采用循环伏安法(CV)对催化剂的电化学性能进行考察,并应用于AFBMFC,考察了其对电池产电性能的影响。结果表明,使用Fe-N-C催化剂的微生物燃料电池稳定运行时,开路电压达到636.0 mV,功率密度达到166.82 mW·m-2,比使用Pt/C催化剂的微生物燃料电池的功率密度提高10%。表明Fe-N-C催化剂用做微生物燃料电池阴极催化剂具有潜在的应用前景。
[Abstract]:Using Polyaniline and nitrate as precursors, M-N-C (Mn-FeCo) was prepared by heat treatment and used as (AFBMFC) cathode catalyst for anaerobic fluidized bed microbial fuel cell. The crystal structure and surface morphology of the catalyst were characterized by X-ray diffraction (XRD),) IR (FTIR), scanning electron microscope (SEM). The electrochemical performance of the catalyst was investigated by cyclic voltammetry (CV) and the effect of AFBMFC, on the electrochemical performance of the catalyst was investigated. The results showed that the open circuit voltage reached 636.0 mV, power density of 166.82 mW m-2 when the microbial fuel cell with Fe-N-C catalyst operated stably. The power density of microbial fuel cell using Pt/C catalyst is 10% higher than that of microbial fuel cell using Pt/C catalyst. It is indicated that Fe-N-C catalyst has potential application prospect as cathode catalyst for microbial fuel cell.
【作者单位】： 青岛科技大学化工学院 清洁化工过程山东省高校重点实验室;
【基金】：教育部博士点专项基金项目(20103719120004) 山东省自然科学基金项目(ZR2013BM012) 山东省高等学校科研计划项目(J11LB62)~~
【分类号】：TM911.4

【参考文献】

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【共引文献】

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4 蒋阳月;徐源;杨倩;陈英文;祝社民;沈树宝;;阴极催化剂及不同底物对微生物燃料电池的影响[J];化工环保;2013年05期

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7 徐子颉;吉涛;赵蕾;王玮衍;杨春艳;甘礼华;;碳气凝胶的结构重整及其电化学行为[J];物理化学学报;2012年02期

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10 张传福,黎昌俊,曾德文;燃料电池及其结构材料[J];有色金属(冶炼部分);1998年03期

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5 李x┤，

本文编号：2387964