Z型NiO X /BiVO 4 /C/Cu 2 O光阴极微生物光电化学池污泥降解并产氢研究

发布时间：2023-10-12 04:15

　　光电生物制氢(BPEC)系统是一种将生物阳极与光电阴极耦合以利用太阳能和生物能进行产氢的新型绿色技术,该系统可以在产电、产氢的同时降解有机污染物。开发带隙合适、光催化性能较优的光阴极催化材料,构建可自发的、高效和具有成本效益的微生物电化学系统仍然是目前研究的重大挑战。本文以剩余污泥为底物,构建了以NiOx/BiVO₄/C/Cu₂O光阴极和生物阳极组成的BPEC系统,和微生物燃料电池(MFC)与BPEC系统耦合的生物制氢系统(MFCs-BPEC),研究了BPEC和MFCs-BPEC系统的产氢及污泥减量效果。主要研究内容和结果包括:对采用不同基底制备的氧化亚铜Cu₂O进行了比较,以泡沫铜为基底的Cu₂O纳米线光电流在-0.8 V偏压下达到了-3.2m A/cm²,分别是以导电玻璃为基底的Cu₂O薄膜和以铜片为基底的Cu₂O纳米线的2.9倍和2.1倍。采用了以泡沫铜为基底的氧化亚铜作为光催化剂,在葡萄糖浸渍浓度为3 mg/m L时得到了最佳...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 微生物电解池(MEC)技术
    1.3 微生物光电化学池(BPEC)制氢技术
    1.4 本文的研究目的、内容和创新点
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验试剂和仪器
    2.2 实验材料
    2.3 MFC和 BPEC系统启动
    2.4 BPEC反应器构建
    2.5 MFC-BPEC反应器构建
    2.6 BPEC性能评价方法
第三章 NiO_X/BiVO₄/C/Cu₂O光阴极BPEC污泥制氢
    3.1 概述
    3.2 MFC和 BPEC系统启动
    3.3 不同形貌氧化亚铜的制备及光电性能对比
    3.4 负载不同保护膜的氧化亚铜光电性能对比
    3.5 光阴极材料的形貌、结构表征
    3.6 NiO-_X/BiVO₄/C/Cu₂O光阴极光照产氢的原理
    3.7 BPEC系统运行
    3.8 本章小结
第四章 MFC-BPEC系统污泥制氢
    4.1 概述
    4.2 SMFC-BPEC系统运行性能
    4.3 DMFC-BPEC系统运行性能
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
攻读硕士学位期间取得的学术成果
    一:发表论文
    二:授权专利
致谢
参考文献



本文编号：3853432