磷酸鹽活化活性炭空氣陰極應用于微生物燃料電池的研究.pdf

1、當今社會，人類面臨著嚴峻的能源危機、水環(huán)境污染及資源短缺等一系列尖銳的問題，這些問題嚴重影響了人類的生活，阻礙著人類社會的進步和可持續(xù)發(fā)展。微生物染料電池(MFC)是近些年迅速發(fā)展起來的一種新型的污水處理技術，同時這種技術也是一種新的綠色的能源技術。它通過將傳統(tǒng)的生物降解和電化學技術相結合，使用廢水里面的產電細菌等微生物當催化劑，將廢水中有機物進行氧化，使化學能轉變成電能。
　　在傳統(tǒng)意義上，由于微生物燃料電池使用了貴金屬Pt作為

2、陰極材料而導致其自身成本大增，影響了MFC的發(fā)展。尋找廉價、高效的材料作為催化劑是當前以及今后研究的重點?；钚蕴渴侨祟惿钪泻艹Ｓ玫奈镔|，活性炭的種類更是多種多樣，其用途也是十分廣泛。正是由于其廉價、來源廣泛、催化性能好等優(yōu)點，在當前，以活性炭作為陰極催化劑的微生物燃料電池的研究已經(jīng)成為當下研究的重點?；钚蕴恳呀?jīng)被證明在MFC中能夠起到很好的催化性能，但是單純的將活性炭應用于MFC時產生的功率密度仍然較低，因此需要采用一定的方法來提高活

3、性炭的催化性能。通過對活性炭進行修飾，改變活性炭的物理或者化學性質進而制造出高效能的活性炭將會是今后研究的一個重點方向。
　　本實驗通過使用一定濃度的磷酸鹽，包括磷酸、磷酸一氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸鈉這四種化學物質，對活性炭進行處理，進而研究了磷酸鹽溶液的濃度、不同的反應溫度對活性炭處理前后效果的影響。具體的分析包括了:電池運行的極化曲線和功率密度、空氣陰極的LSV、EIS表現(xiàn)、活性炭孔徑結構的分析、FTIR分析、XPS分析以及Bo

4、ehm滴定等多種手段，從而通過對活性炭被處理前后的電化學性能、形態(tài)學結構以及表面官能團變化進而分析并確定影響活性炭性能的各種因素。
　　通過文章中一系列的分析，可以知道活性炭孔徑結構的變化，尤其微孔含量的相對提高、空氣陰極電阻的降低、活性炭表面酸性官能團的降低以及含磷官能團的引入都有利于提高活性炭在MFC中的催化作用，尤其是活性炭表面的官能團的變化起到更大的作用。
　　總的來說，作為一種全新的生物作用的廢水處理技術，在環(huán)境污