天然生物质制备高性能微生物燃料电池阳极研究

发布时间：2021-03-11 09:54

　　选取芦苇、棉花、莲房3种天然植物,通过简单的碳化处理,制备了微生物燃料电池（MFCs）3维大孔阳极材料,利用SEM、EDS、FT IR、XRD、XPS、Raman光谱以及电化学方法对其进行了表征,并用于处理模拟抗生素废水。结果表明,莲房、芦苇、棉花的体积功率密度分别为4.42、2.13、0.77 W/m3,明显优于传统商业碳毡电极的0.74 W/m3。这主要归结于生物炭阳极材料独特的3D大孔结构、较快的电子转移动力学性能以及生物兼容性增强的协同作用。莲房制阳极对磺胺甲基噁唑（SMZ）以及氯霉素（CL）的降解效率分别达到了97.6%和99.5%。3种生物炭材料绿色环保、方便易得,在大规模的MFCs应用中具有广阔的前景。 

【文章来源】：水处理技术. 2020,46(11)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

棉花和芦苇碳化前后对比

采用FESEM观察阳极材料表面形态，其照片见图2～图4。由图2可知，莲房内表面呈“山脊、山谷”状结构，其表面凹凸不平；其“褶皱状”的表面类似于层状石墨烯结构，另外，其孔通道呈特别的“肋排状”；从莲房断面可以看出其大孔结构（几百微米），这些形貌特征都证明了莲房具有足够的粗糙度及3D大孔结构，这不仅有利于微生物的附着和生长繁殖，且不会阻塞基质的运输[18]。

由图2可知，莲房内表面呈“山脊、山谷”状结构，其表面凹凸不平；其“褶皱状”的表面类似于层状石墨烯结构，另外，其孔通道呈特别的“肋排状”；从莲房断面可以看出其大孔结构（几百微米），这些形貌特征都证明了莲房具有足够的粗糙度及3D大孔结构，这不仅有利于微生物的附着和生长繁殖，且不会阻塞基质的运输[18]。图4 棉花电极的FESEM图像

【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物燃料电池表观内阻的构成和测量[J]. 梁鹏,范明志,曹效鑫,黄霞,王诚.  环境科学. 2007(08)



本文编号：3076283