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两种电子受体生物阴极微生物燃料电池研究  
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【英文题名】 Studies on the Biocathode Microbial Fuel Cell Using Two Kind of Cathodic Electron Acceptors
【作者】 柴小磊;
【导师】 陈景文; 黄丽萍;
【学位授予单位】 大连理工大学;
【学科专业名称】 环境工程
【学位年度】 2011
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 大连理工大学
【网络出版投稿时间】 2011-07-30
【基金】 国家自然科学;
【关键词】 MFCs; 生物阴极; 六价铬; 五氯酚; 恒电位;
【英文关键词】 Microbial fuel cell; Biocathode; Cr(Ⅵ); PCP; Poised potential;
【中文摘要】 作为一种新兴技术,微生物燃料电池(MFCs)能够在利用和降解污染物的同时输出电能,已成为环境修复和新型能源技术研究热点。本文分别以六价铬和五氯酚为阴极电子受体,构建桶型反应器,研究污染物去除效率和电池产电性能。 以Cr(VI)为电子受体时,比较不同阴极材料碳纤维、碳毡和碳粒对铬还原速度和产电影响,碳纤维条件下铬还原速率和产电达到最大,分别为3.61±0.10 mg/(L·h)和4.5W/m3。在温度为20℃、pH 7.0条件下,Cr(VI)还原符合拟一级反应动力学,动力学常数为0.451+0.003 h-1。与pH 7.0的中性环境相比,酸性条件(pH=5.0)提高铬还原速度27.3%,提高产电61.8%;碱性条件(pH8.0)降低铬还原速度21.2%,降低产电6.0%。温度由22℃升高到50℃,铬还原速度随温度升高而加快,反应活化能为10.6 kJ/mol。施加恒电位的电刺激能缩短生物阴极还原Cr(VI)驯化周期、铬欢原速度以及系统电能输出:施加-300 mV恒电位使驯化周期由26天缩短到19天,铬还原速度由14.0 mg/(L·d)升高到19.7mg/(L·d),产电有4.1 W/m3升高到6....
【英文摘要】 As an emerging technology, microbial fuel cell (MFC) can extract electricity from wastewater and has attracted much attention during the past couple years. While a plethora of recent studies reported electricity could be generated from MFCs using various easily degradable organics as fuels in the anode, the cost of cathode materials incorporating precious metals such as Pt is prohibitive to wide-scale implementation, and the unsustainable use of ferricyanide as a catalyst-independent cathode electrolyte is ...
【更新日期】 2011-08-30

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