PSS/LDH纳米复合体的制备及其在空气阴极微生物燃料电池中的应用

发布时间：2021-01-15 10:17

　　微生物燃料电池（Microbial fuel cells,MFC）作为一种可持续发展的绿色技术,能够在实现污水处理的同时进行生物产电,有助于缓解能源需求,改善废水污染问题。其中空气阴极MFC构造简单,且直接利用氧气作为电子受体,成本低,最具大规模应用潜力。但空气阴极MFC要想实现商业化应用,需要最大程度提高其电能输出。使用催化剂来促进阴极的氧还原反应是提高空气阴极MFC电能输出最常用的方法。目前,Pt是最为常用且有效的氧还原反应催化剂。然而,由于Pt催化剂价格昂贵,很难进行大规模商业化应用。因此,开发高效、廉价的阴极催化剂成为当前研究亟待攻关的科技任务。本文在总结国内外空气阴极MFC氧还原催化剂研究的基础上,利用金属有机骨架化合物（MOF）衍生的方法,设计、合成了镍铁基层状双氢氧化物（Ni Fe-LDH）纳米催化剂材料。在得到Ni Fe-LDH后,进一步通过聚苯乙磺酸钠（PSS）插层技术,得到了镍铁基层状双氢氧化物（Ni Fe-LDH-PSS）。利用物理、化学表征技术,对所得的两种材料的理化性质进行了表征,并将其应用到MFC中,最终实现MFC阴极功能强化。具体如下所示:采用Fe-MOF... 

【文章来源】：齐鲁工业大学山东省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

空气阴极微生物燃料电池构造图

第2章MOF衍生NiFe-LDH纳米颗粒的制备及其在微生物燃料电池中的应用162.4实验结果2.4.1NiFe-LDH材料晶体结构分析图2.2NiFe-LDH材料的XRD图谱通过图2.2X-射线衍射仪分析了所得NiFe-LDH材料的晶体结构，结果如图2.1所示。从XRD图谱图中可以观察到，得到的NiFe-LDH材料在14°、25°、37°处都显示出了特征峰(图2.2a,b)，这些特征峰的存在证明了通过共沉淀法和MOF离子交换法都成功合成出NiFe-LDH。同时，图b即通过MOF进行离子交换法得到的NiFe-LDH的特征峰都具有较强的衍射强度，这表明通过MOF合成的材料具有较好的内部晶体结构。

Fe-MOF和NiFe-LDH材料的FTIR图谱

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2978721