【正文】 is good for my health. And for me, a girl, it helps me to achieve to eternal goal, to keep slim, He said. He says she prefers jogging alone, so she can focus better. She loves jogging, even during Beijing39。 參考文獻 24 您好，為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文參考資料，請您刪除以下內(nèi)容， O(∩_∩)O 謝謝！?。 national survey was recently launched to evaluate the eye health of Chinese children andteenager June 6, China39。從內(nèi)容到格式，從標題到標點， 他 都費盡心血。這除了自身努力外，與各位老師、同學和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的 。洛根著 .馮玉杰 ,王鑫等譯 .微生物燃料電池 [M].北京 ,化學工業(yè)出版社 ,2022,58200. [8] 郄悅名 .大腸桿菌微生物燃料電池陰的研究 .太原理工大學 .碩士研究生論文 .2022,2040. [9] 范平 ,支銀芳 ,周楚新 .微生物燃料電池中陽極產(chǎn)電微生物的研究進展 [J].生物學通報 .(12): 412414. [10] 遲美玲 .提高微生物燃料電池性能的電極材料研究 .南開大學 .碩士學位論文 .. [11] 崔婭楠 .生物 活性碳對微生物燃料電池性能的影響 .大連理工大學 .碩士學位論文 .. [12] Kouroussis D, Karimi S. Alternative fuels in Transportation[J]. , 2022,26(4): 346355. [13] You S, Zhao Q, et al. A Microbial Fuel Cell Using Permanganate as the Electron Acceptor [J].J. Power Sources, 2022, 40(17):14061415. 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Biological activated carbon treatment of industrial wastewater in stirred tan reactors [J].Chemical Engineering Journal, 1999, 75(3):201206. 致 謝 23 致 謝 衷心感謝我的老師鄭勝教授在我的論文選題、研究方案制定、成果總結(jié)以及論文寫作過程中的嚴格要求和悉心指導，老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、敬業(yè)的工作作風、獨特的人格魅力，始終感染著我、激勵著我，這些都將成為寶貴的財富讓我終生受益。拉米尼 .安德魯 污水在依次經(jīng)過陽極、好結(jié) 論 21 氧陰極和缺氧陰極的過程后，同時實現(xiàn)了產(chǎn)電、有機物的去除和硝化 反硝化脫氮。通過 多層金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的多點集電方式，可以有效地在大電流下將電子導出，提高產(chǎn)電性能。 （ 3）通過對活性焦填料型電極的構(gòu)型進行優(yōu)化，使 MFC 的整體性能達到最優(yōu)。半焦的電阻率過大是其性能較差的 主要原因。 選取了較為廉價的半焦和活性炭與傳統(tǒng)的石墨和碳氈作為陽極和生物陰極電極材料進行了性能對比。 （ 3）該 MFC 在間歇和連續(xù)運行方式下分別可以穩(wěn)定運行 20 d 以上。 延長 （ 2）在“陽極 好氧陰極 缺 氧陰極”的推流式處理流程下，該 MFC 可以在連續(xù)運行狀態(tài)實現(xiàn)同步產(chǎn)電、脫氮和除碳。比表面積大的活性炭和半焦具有較好的陰極化學催化性能。 （ 2）對于陽極材料，生物量與功率密度呈正相關(guān)關(guān)系，比表面積較大的活性炭最有利于產(chǎn)電菌附著生長。 本章以填料型電極材料作為研究對象，選取了較為廉價的半焦和活性炭與傳統(tǒng)的石墨和碳氈進行對比，得到如下結(jié)果： （ 1）作為陽極材料時，活性炭的最大功率密度比碳氈和石墨分別高出 13%21%，半焦的性能最差。采用四種陽極材料的 MFC 輸出 1W 的陽極成本見表 。從圖 可以看出， 4 個 MFC 的陰極電勢和陽極電勢在開路狀態(tài)下差別不大。 表 2 1 實驗藥品 名稱 分析純 聚四氟乙烯溶液 分析純 碳布 無 丙酮溶液 分析純 鉑碳 化學純 石墨 化學純 Fe3O4/CJ 實驗室自行制備的樣品 Fe3O4/CP 實驗室自行制備的樣品 Fe3O4/CYK 實驗室自行制備的樣品 重鉻酸鉀 分析純 濃硫酸 分析純 硫酸汞 分析純 實驗儀器 實驗用儀器如表 22 所示。開發(fā)廉價、高效的電極材料是推進 MFC 實用化的關(guān)鍵。 技術(shù)路線圖 基于推進 MFC 實用化這一研究目標，本論文分為篩選、優(yōu)化和應用三部分，見圖 。 研究內(nèi)容 本研究主要開 展以下研究工作： （ 1）廉價填料型電極材料的篩選 以提高生物陰極 MFC 填料型電極的性價比為出發(fā)點，選取廉價的半焦和活性炭材料與傳統(tǒng)的石墨和碳氈分別作為陽極和生物陰極，進行產(chǎn)電性能對比，并且通過對材料的物理特性、電極表面的生物量以及微生物群落結(jié)構(gòu)進行分析，解析電極材料產(chǎn)電性能差異的原因。 但成本降低的同時通常也會帶來性能的下降。 表 列出了 MFC 常用電極材料的國內(nèi)價格。導電性良好且耐腐蝕的金屬材料是集電材料的首選。立體構(gòu)型的電極是未來的發(fā)展方向。對于生物電極而言，除了以上特性外，電極材料表面還需要對產(chǎn)電微生物具有良好的相容性，以利于微生物的附著生長和電子傳遞、 MFC 電極研究展望 電極是 MFC 中影響性能和成本的核心組件，為了實現(xiàn) MFC 體積有效放大及滿足未來大規(guī)模工程應用的要求，需要對其從降低成本、材料特性優(yōu)化和構(gòu)型優(yōu)第 1 章 緒 論 11 化三個發(fā)面開展研究。而根據(jù) MFC 電極反應是否 需要微生物的參與， MFC 的電極又可以分為生物電極（包括陽極和生物陰極）和化學電極（包括空氣陰極和以鐵氰化鉀為電子受體的陰極等）。此外，大型 MFC 長期運行的穩(wěn)定性和電能的收集利用方式也開始被研究者所關(guān)注。目前全世界只有澳大利亞昆士蘭大學和美國賓州州立大學分別建成了MFC 產(chǎn)電和 MEC 產(chǎn)氫的中試裝置，但其性能及長期運行穩(wěn)定性未見報道。但是從運行成本、功率產(chǎn)出和水處理效果方面進行綜合考慮，生物陰極型 MFC 與空氣陰極型 MFC 各具優(yōu)勢。 與電極材料相比，目前關(guān)于分隔材料的研究相對較少。隨著 MFC 逐漸由實驗室小試走向?qū)嵱没?，越來越多的研究者在開發(fā)新材料的同時開始關(guān)注成本問題。降低電子傳遞阻力的主要途徑是使用導電率高的電極材料。此外，除產(chǎn)電以外的各項新功能也不斷被研究者開發(fā)出來，同樣成為研究熱點之一 。對于分隔材料方面，價格昂貴的質(zhì)子交換膜已被離子交換膜所取代，成本下降，但由于使用量較大，其成本依然相當可觀。 MFC 的成本主要來源于電極材料、分隔材料以及集電材料三部分。但是，在陰極成本降低后，目前 MFC 的造價依然較高。但對于其成本的關(guān)注相對較少。 由于溶液在生物膜表面存在邊界層，因此傳質(zhì)內(nèi)阻主要由電極反應的反應物和產(chǎn)物在邊界層中的傳遞阻力引起。但通常由于實驗中所采用的底物組成較為復雜，或者產(chǎn)電菌的接種源為混合菌種，因而 MFC 中的微生物群落具有多樣性，其中直接與產(chǎn)電有關(guān)的微生物數(shù)量有限，從而使整個產(chǎn)電生物膜的活性不夠高。首先，產(chǎn)電微生物的數(shù)第 1 章 緒 論 7 量越多，陽極的活化內(nèi)阻就越?。?Weietal., 2022）。這一點將在后續(xù)章節(jié)中詳細闡述。 Ri 與溶液電導率和傳遞通道的截面積均呈負相關(guān)關(guān)系，與質(zhì)子傳遞距離和分隔材料在溶液中對離子的阻力呈正相關(guān)關(guān)系。根據(jù)歐姆定律， Re 與電極材料的電導率有關(guān)，也與電子在電極材料中傳遞的距離和傳遞通道的截面積有關(guān)。 （ 1）功率密度低 根據(jù)電池的一般原理，其最大輸出功率 Pmax 由開路電壓 E 和內(nèi)阻 Ri 決定： 當 MFC 陽極電子供體和陰極電子受體確定后， E 也就確定了因此功率密度低的原因在于內(nèi)阻較高。為此研究者開發(fā)了許多高性能同時也是高成本的材料。但是，除了個別以實際污水作為處理對象的中試報道之外，絕大部分研究仍停留在實驗室水平。單室型只有一個陽極室，其陰極與分隔材料壓合在一起，因此又稱為“二合一”型。微生物新陳代謝，將有機物分解合成，此過程有電子的轉(zhuǎn)移，通過導線作用，構(gòu)成回路，就能得到電流。電子受體（如 O2 或 NO3）在這些微生物的作用下被還原。當陰極以 氧氣作為電子受體時，其表面通常負載有化學催化劑。陰極室環(huán)境根據(jù)陰極電子受體的不同可能為好氧或厭氧。電子通過外電路傳導至陰極。陰極表面固定有化學催化劑或者附著有微生物。電池顧名思義就是產(chǎn)生電能的裝置，微生物燃料電池自然是通過微生物是實現(xiàn)的。 （ 5）能量可實現(xiàn)循環(huán)。微生物燃料電池消耗污水中的有機物，通過生物代謝作用，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，是一種綠色能源，它的特征如下： （ 1）原料廣泛：可利用多種底物。與常規(guī)的厭氧生物處理工藝相比，MFC 的能量轉(zhuǎn)化產(chǎn)物是易于被人們利用的電能，同時它在常溫下即可運行，因而更具優(yōu)勢。微生物燃料電池（ Microbial fuel cell，簡稱 MFC）是一種新型污水凈化裝置，它能夠利用微生物降解污水中的有機物，同時將其中所蘊含的化學能直接轉(zhuǎn)化為 電能。有機物中的能量只有一部分部分被轉(zhuǎn)移至剩余污泥中。根據(jù)研究者對污泥中熱值的計算，每克 COD 中含有 的能量（ ShizasandBagley, 2022）。以美國為例，水處理能耗占到了全社會總能耗的 %（ Logan, 2022）?！痹诩哟笪鬯幚韽S和管網(wǎng)建設(shè)的同時，污水處理廠的日常運轉(zhuǎn)同樣面臨巨大的挑戰(zhàn)?！秶噎h(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》指出：“當前，我國環(huán)境狀況總體惡化的趨勢尚未得到根本遏制，環(huán)境矛盾凸顯，壓力繼續(xù)加大。 Electricity production performance； degression。本文可為 MFC 陽極材料優(yōu)化、產(chǎn)電微生物的富集、 MFC 構(gòu)型改造等組合提供思路，其中著重討論的不同陽極材料對微生物燃料電池的產(chǎn)電性能影響的相關(guān)內(nèi)容，可為篩選廉價、產(chǎn)電效率高的陽極材料，推動微生物燃料電池實用化提供參考。本研究選擇廉價的半焦和活性炭與傳統(tǒng)的石墨和碳氈電極材料進行產(chǎn)電性能對比。摘 要 I 摘 要 微生物燃料電池（ Microbialfuelcell， MFC）能夠在處理污水的同時將污水中蘊含的化學能轉(zhuǎn)化為電能，是一種低能耗的水處理技術(shù)，近年來成為環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點。本文以推進 MFC 實用化為目標，篩選用于陽極和生物陰極的廉價填料型電極材料，通過電極材料特性和構(gòu)型的優(yōu)化提高其產(chǎn)電性 能，并將其應用于放大的 MFC 裝置。并分析了不同陽極材料表面的產(chǎn)電微生物、產(chǎn)電過程、產(chǎn)電機理和產(chǎn)電能力的區(qū)別。 Anode materials 。 當前，由于我國經(jīng)濟發(fā)展過程中的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局不盡合理、污染防治水平較低、環(huán)境監(jiān)管制度尚不完善等原因，經(jīng)濟的快速發(fā)展所帶來的水污染問題日益突出?！睘榱烁纳扑h(huán)境，該規(guī)劃同時指出：“我國將在“十二五”期間加快縣城和重點建制鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)，到 2022 年，全國新增城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)約 16 萬公里，新增污水日處理能力 4200 萬噸，城市污水處理率達到 85%。其次，目前我國能源供應和碳減排的壓力日益增加，同時隨著我國污水處理量和處理深度的提高，污水處理的能耗在全社會總能耗中的比重逐漸增大。值得注意的是，污水中有大量的有機污染物，而這些有機污染物中蘊含有化學能。但是，在常規(guī)的污水好氧生物處理過東北電力大學學士 學位論文 2 程中，需要消耗大量的能量來降解這些有機物。因此，開