光催化电池及催化电极耦合微生物燃料电池对沙/水污染的修复
发布时间：2023-04-27 00:47
环境污染与能源消耗是当今世界关注的焦点,在污染物治理过程中往往又需要相应的能源投入,随着工业生产以及城市化的快速发展,大量污染物被排入环境中,土壤作为生态系统中重要的一部分,受到严重污染,对整个生态系统以及公众健康都会带来威胁。针对污染场地的修复,光催化燃料电池与生物电化学系统受到广泛关注,可以在降解污染物质的同时产电,既节能降耗,又缩短修复周期。本研究中,利用光催化燃料电池以及催化电极耦合微生物燃料电池体系,实现对水体与沙土中罗丹明B、四环素以及重金属Cr(VI)的修复,结果如下:(1)催化电极制备与表征:制备了ZnIn2S4、RGO/MnO2、Ag/AgCl/GO等催化电极,采用多种表征方法分析,SEM/EDS分析表明催化剂负载均匀,UV-Vis光谱显示,催化电极对紫外光及可见光均具有吸收值,CV曲线表明催化电极具有良好的电子传递性能。通过光催化降解实验,研究表明其催化性能与溶液pH、溶解氧浓度以及溶液中电解质有关。(2)光催化燃料电池的构建与性能探讨:用制备好的催化电极,利用光催化与电催化,通过光催化燃料电池光池的...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 光电催化技术
1.1.1 光催化技术
1.1.2 光电催化技术
1.1.3 光电催化技术在污染物降解方面的应用
1.2 生物电化学系统研究及其应用
1.2.1 生物电化学系统分类及其原理
1.2.2 生物电化学系统在污染治理方面的应用
1.2.3 生物电化学系统环境修复的影响因素
1.3 土壤污染现状与修复技术
1.3.1 土壤污染的特点及危害
1.3.2 污染土壤修复技术
1.3.3 污染沙土的生物电化学修复与研究现状
1.4 本研究目的、意义及内容
1.4.1 研究目的与意义
1.4.2 研究内容
2 光催化电极的制备与催化性能探讨
2.1 材料与方法
2.1.1 试剂与仪器设备
2.1.2 催化剂制备
2.1.3 催化电极制备
2.1.4 催化电极的表征分析
2.1.5 催化电极光催化性能研究
2.2 结果与讨论
2.2.1 污染物测定分析
2.2.2 催化电极形貌结构分析结果
2.2.3 催化电极光学性能分析结果
2.2.4 催化电极电化学性能分析结果
2.2.5 催化电极光电催化性能分析结果
2.3 小结
3 光催化燃料电池的构建与性能研究
3.1 材料和方法
3.1.1 光催化燃料电池的构建
3.1.2 光催化燃料电池的催化性能探讨
3.2 结果与讨论
3.2.1 不同曝气条件下光催化燃料电池的催化性能
3.2.2 不同外电阻对光电催化降解污染物的影响
3.2.3 不同光源对光电催化性能的影响
3.2.4 不同催化电极下催化降解性能研究
3.2.5 不同电解质下光催化燃料电池的光电催化研究
3.3 小结
4 新型光催化燃料电池的水体沙土修复研究
4.1 材料与方法
4.1.1 沙土预处理与理化性质测定
4.1.2 沙土水体污染物吸附性能探讨
4.1.3 光催化燃料电池的水体沙土修复体系反应构型
4.1.4 光催化燃料电池的水体沙土污染修复研究
4.2 结果与讨论
4.2.1 沙土理化性质及不同条件下的吸附分配特性
4.2.2 高效液相色谱检测下污染物的标准曲线
4.2.3 光催化燃料电池水体砂土修复中罗丹明B的降解研究
4.2.4 单极负载与双极负载下PFC水体沙土体系中四环素的降解效果
4.2.5 表面活性剂环糊精对修复效果的影响
4.2.6 KMnO4/NaHSO3对PFC沙水修复中四环素的降解结果
4.2.7 盐溶液浓度对修复效果的影响
4.3 小结
5 催化电极耦合微生物燃料电池的水体砂土修复
5.1 材料与方法
5.1.1 产电微生物驯化与培养
5.1.2 污染沙土的采集与分析测定
5.1.3 催化电极耦合微生物燃料电池反应器构型
5.1.4 污染降解修复研究
5.2 结果与讨论
5.2.1 产电菌培养驯化结果
5.2.2 污染物的标准曲线绘制与检测
5.2.3 催化电极耦合微生物燃料电池水中污染物降解结果
5.2.4 PMFC沙土中重金属Cr(Ⅵ)污染修复效果
5.2.5 PMFC中砂土中罗丹明B与水中Cr(Ⅵ)的联合修复效果
5.2.6 催化电极耦合微生物燃料电池水体沙土体系修复机理分析
5.3 小结
结论
创新点
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3802525
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 光电催化技术
1.1.1 光催化技术
1.1.2 光电催化技术
1.1.3 光电催化技术在污染物降解方面的应用
1.2 生物电化学系统研究及其应用
1.2.1 生物电化学系统分类及其原理
1.2.2 生物电化学系统在污染治理方面的应用
1.2.3 生物电化学系统环境修复的影响因素
1.3 土壤污染现状与修复技术
1.3.1 土壤污染的特点及危害
1.3.2 污染土壤修复技术
1.3.3 污染沙土的生物电化学修复与研究现状
1.4 本研究目的、意义及内容
1.4.1 研究目的与意义
1.4.2 研究内容
2 光催化电极的制备与催化性能探讨
2.1 材料与方法
2.1.1 试剂与仪器设备
2.1.2 催化剂制备
2.1.3 催化电极制备
2.1.4 催化电极的表征分析
2.1.5 催化电极光催化性能研究
2.2 结果与讨论
2.2.1 污染物测定分析
2.2.2 催化电极形貌结构分析结果
2.2.3 催化电极光学性能分析结果
2.2.4 催化电极电化学性能分析结果
2.2.5 催化电极光电催化性能分析结果
2.3 小结
3 光催化燃料电池的构建与性能研究
3.1 材料和方法
3.1.1 光催化燃料电池的构建
3.1.2 光催化燃料电池的催化性能探讨
3.2 结果与讨论
3.2.1 不同曝气条件下光催化燃料电池的催化性能
3.2.2 不同外电阻对光电催化降解污染物的影响
3.2.3 不同光源对光电催化性能的影响
3.2.4 不同催化电极下催化降解性能研究
3.2.5 不同电解质下光催化燃料电池的光电催化研究
3.3 小结
4 新型光催化燃料电池的水体沙土修复研究
4.1 材料与方法
4.1.1 沙土预处理与理化性质测定
4.1.2 沙土水体污染物吸附性能探讨
4.1.3 光催化燃料电池的水体沙土修复体系反应构型
4.1.4 光催化燃料电池的水体沙土污染修复研究
4.2 结果与讨论
4.2.1 沙土理化性质及不同条件下的吸附分配特性
4.2.2 高效液相色谱检测下污染物的标准曲线
4.2.3 光催化燃料电池水体砂土修复中罗丹明B的降解研究
4.2.4 单极负载与双极负载下PFC水体沙土体系中四环素的降解效果
4.2.5 表面活性剂环糊精对修复效果的影响
4.2.6 KMnO4/NaHSO3对PFC沙水修复中四环素的降解结果
4.2.7 盐溶液浓度对修复效果的影响
4.3 小结
5 催化电极耦合微生物燃料电池的水体砂土修复
5.1 材料与方法
5.1.1 产电微生物驯化与培养
5.1.2 污染沙土的采集与分析测定
5.1.3 催化电极耦合微生物燃料电池反应器构型
5.1.4 污染降解修复研究
5.2 结果与讨论
5.2.1 产电菌培养驯化结果
5.2.2 污染物的标准曲线绘制与检测
5.2.3 催化电极耦合微生物燃料电池水中污染物降解结果
5.2.4 PMFC沙土中重金属Cr(Ⅵ)污染修复效果
5.2.5 PMFC中砂土中罗丹明B与水中Cr(Ⅵ)的联合修复效果
5.2.6 催化电极耦合微生物燃料电池水体沙土体系修复机理分析
5.3 小结
结论
创新点
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3802525
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