苯酚选择性电化学氧化及其产物修饰微生物燃料电池阳极性能研究

发布时间：2024-05-28 04:27

　　苯酚是一种典型的环境内分泌干扰物,广泛存在于多种工业废水中。电化学氧化技术(electrochemical oxidative process,简称EOP)在降解苯酚的过程中生成具有氧化还原活性和电子介导作用的对苯二酚(hydroquinone,简称HQ)/对苯二醌(benzoquinone,简称BQ),但其副反应在电极上形成绝缘层使电极发生钝化,阻碍苯酚氧化反应的持续进行。另一方面,微生物燃料电池(microbial fuel cell,简称MFC)能将废水中的化学能直接转化成电能,但其在废水处理中的应用受到产电低和材料造价高等缺点的限制。向MFC阳极引入具有氧化还原活性的电子中介体,能够有效提高阳极性能和MFC产电。本文制备了氮掺杂还原氧化石墨烯(nitrogen-doped reduced graphene oxide,简称N-rGO)修饰不锈钢网(stainless steel mesh,简称SSM)电极材料用于苯酚选择性氧化,并将其产物HQ/BQ用于修饰MFC阳极以强化产电,探索电化学技术实现废水中苯酚资源化利用的可能性。氮掺杂碳对氧化还原反应具有良好的催化作用。本文第一部分...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1三种自由基通过不同组合得到二聚物[50]

52]用Pt电极在酸性介质中研究酚类化合物的电聚合反过碳-氧原子相结合生成醚（d，e）外，还可以通过氧原，使聚合物保留大量酚羟基，最终被氧化成醌。（d）生（a）和（b）的聚合产生（d）二聚体，酸性条件有留酚羟基支链。具有支链和空间网状结构的聚合物位阻形成支链结构（如图1-1....

图1-2HQ/BQ在电极上（a）充电时发生双电子还原反应；（b）放电时发生双电子氧化反应Figure1-2Two-electronredoxreactionbetweenHQandBQ:(a)electrochemicalreductionforcharging

第章绪论系统的能量密度[81,82]。氢醌发生氧化还原反应。在电极反应中可以被用作电荷的存储和交换中间体，提高电化学系统储存电极材料在反应过程中获得更高的电荷密度[84]，如图1-2。相的电活性物质，HQ氧化还原电位低且氧化还原电位差小，因应，具备更加优越的氧化还原反应....

图1-3N-rGO催化苯酚通过路径B进行电化学氧化示意图

图1-3N-rGO催化苯酚通过路径B进行电化学氧化示意图igure1-3ElectrochemicaloxidationofPhenolwiththecatalysisofN-r燃料电池及其阳极材料基本原理种以产电微生物为催化剂，利用微生物的氧化代谢....

图1-4MFC的原理示意图

图1-4MFC的原理示意图Figure1-4SchematicdiagramofprincipleofMFC阳极的电子传递机制运行的过程中始终伴随着电子的产生、转移和传递，MFC阳极胞内产生电子，这些电子部分用于微生物生长繁殖，另部分接传递到阳极表面。在....

本文编号：3983489