论文辊压法制单室空气阴极MFC性能的影响因素是关于辊压方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关辊压论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：为了确定辊压活性炭来制作空气阴极MFC,替代传统处理方法的可行性.通过以水或酒精为分散剂,把活性炭辊压到碳钢网上而制作的阴极材料.以厌氧活性污泥为菌源,醋酸钠为底物,观察在不同条件下运行的反应器工作情况,观察运行状况和影响因素.实验结果表明,影响空气阴极微生物燃料电池（MFC）的主要因素有温度、初始COD浓度、运行时间等.在30℃下,COD约为1g/L条件下,能够高于80%的COD去除率.
关键词：微生物燃料电池；空气阴极；活性炭；产电性能
Influence factors of electric power generation performance of air cathode MFC by roller press method
Abstract：In order to determine the feasibility of rolling activated carbon to produce air cathode MFC instead of traditional treatment method, the cathode material was produced by rolling activated carbon onto carbon steel net with water or alcohol as dispersant. Anaerobic activated sludge was used as bacteria source and sodium acetate was used as substrate to observe the operation of the reactor under different conditions, and to observe the operation status and influencing factors. The experimental results show that the main factors affecting the air cathode microbial fuel cell （ MFC ） are temperature, initial cod concentration, operation time and so on. At 30 ℃, cod is about 1 g / l, cod removal rate can be higher than 80 %
Key words：microbial fuel cells； air cathode； activated carbon； power generation
微生物燃料電池是将生物能转化成电能的一种装置,它是利用微生物代谢活动来实现的.它运用的电解液来源广,大部分在常温常压下运行,同时能够高效转化,亦符合清洁生产原则.因而在生物能转化利用中具有巨大潜力.尤其在当前石油资源紧张时,更有不可估量的意义[1].
与其他形式生物能源相比,微生物燃料电池可以直接利用城市和工业废水的有机物质来发电[2].其基本工作原理可以用氧化还原反应来解释[3],D.H.Park和J.G. Zeikus[4]设计开发了单室微生物燃料电池.在厌氧条件下,有机物被阳极生物膜上微生物催化氧化；释放电子,通过外部流动,到达阴极还原氧气.
对于MFC而言,阳极表面具备电活性的细菌形成的生物膜在很大程度上影响系统的性能.同时,阴极反应被认为是限制MFC性能的一个重要因素,受到了广泛的关注[7].自动吸取氧气的空气阴极,使微生物燃料电池的内阻较低,能达到更大的功率密度.本研究以实验室培养的厌氧活性污泥为菌源,醋酸钠与缓冲液为底物,模拟在不同运行条件下反应器工作情况,为利用废水来进行生物发电.
一、实验
(一)空气阴极制作方法的实验试剂及仪器
仪器：分析天平,超声清洗机,恒温水浴锅,电动搅拌器,辊压机,电阻炉,CHI-660型电化学工作站,Ag/AgCl参比电极.
试剂：无水乙醇,去离子水,美国CABOT导电炭黑,PTFE乳液,活性炭,碳钢网.微量金属元素和PBS溶液.
(二)阴极的制作方法
阴极制作需要完成三个步骤,制作扩散膜并辊压在碳钢网上；制作催化膜；将催化膜辊压到碳钢网上.
制作扩散膜：把1.5g导电炭黑粉末完全浸没在足量的无水乙醇烧杯中,放进超声清洗机,温控30℃超声分散,电动搅拌形成胶体.15分钟后,加入2.5ml的60%聚四氟乙烯乳液,再超声搅拌混合均匀.水浴条件下,烘干形成橡皮泥状物辊压.制成扩散膜（0.5mm）.
制作催化膜：用同样的方法和步骤,把1.5g的活性炭粉末和60%的聚四氟乙烯乳液2.5ml,制成厚度为0.5 mm的催化膜.
制作阴极：将辊压好的气体扩散膜撕成若干小块,均匀地铺在10*10cm2的碳钢网上,放入辊压机中辊压成薄膜状,放入电阻箱中,在340℃下恒温烧结冷却,催化膜按相同方法处理,完成空气阴极的制备[8-9].
(三)实验条件和测定方法
实验的装置：本项目采用立方体式单室（MFC）反应器.其内部腔体容积28 mL,阴阳两极横截面积都是7cm2且保持平行,与钛片接触用于电子的传输.两钛片之间通过导线和外部负载相连（本实验采用B-102,115c型的电阻,电阻大小1KΩ）,构成电流回路.
实验的测定：MFC的输出电压通过DINs-800采集系统实时监测和记录.COD的测定采用国标,用比色法-重铬酸钾的颜色变化来测定[10].平均电流I由一定时间内收获电量做到出,功率密度P 等于 IU /A,其中A是阳极面积..实验的效果可以通过库伦效率来反应,即实际产电与理论产电之比来确定该反应器的产电效率.收获的电量由DINs-800采集系统测出,即该段时间起止显示的电荷数之差；qt是从理论上计算可以做到到最多的电量,在运行一个周期前后分别测定COD.
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参考文献：
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