陽離子交換膜的制備及其在微生物燃料電池的應用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、環(huán)境污染和能源短缺問題越來越嚴重，能同時處理污廢水和產(chǎn)生能源的微生物燃料電池(MFC)被廣泛關注和研究。MFC的原理是利用活性微生物降解有機底物（污廢水中的污染物），同時得到可利用的能源，例如電能或氫能等。但由于MFC的輸出功率低，成本高，使得MFC實際應用受到限制。所以研究如何提高MFC的輸出功率成為推進MFC實際應用的重要方向。
　　本研究主要圍繞MFC所用的陽離子交換膜及MFC的影響因子展開研究。磺化聚芳醚砜(SPAES)和

2、磺化聚酰亞胺(SPI)膜具有良好的電導率和機械性能，將其應用于MFC中，結果表明:在短期內，MFC的性能主要受離子交換容量(IEC)的影響:IEC高，MFC的內阻低，輸出功率密度高，這主要由于膜的質子傳導能力和陽極微生物的附著生長的影響。在長期運行中，MFC的輸出功率主要跟膜的電導率、陽極微生物和膜的污染有關。高IEC的膜，由于具有更多磺酸基團，膜的親水性和生物相容性增加，使得膜的抗污能力降低。比較SPAES、SPI膜和商用陽離子交換膜

3、(CEM)在MFC中的性能，SPAES和SPI膜都表現(xiàn)出優(yōu)于CEM的膜性能和電池性能。同時也研究了操作條件對MFC性能的影響，結果表明:陰極電子受體K3Fe(CN)6濃度為50mM，陽極電極表面積為60cm2，陽離子膜用酸預處理以及增大陽極液體積時，得到的MFC的輸出功率密度最大。不銹鋼絲網(wǎng)在MFC的長期運行中會發(fā)生電化學反應和腐蝕，對微生物產(chǎn)生毒害作用，從而降低MFC的輸出功率。選擇性能優(yōu)異的膜材料和最優(yōu)的操作條件能有效提高MFC的輸

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