文档介绍：1表面改性碳纳米管粉体在微生物燃料电池中的应用王慧勇1,2,梁鹏1,黄霞1(,北京100084;,河北邯郸056021)摘要:微生物燃料电池(MFC)是一种集产电和污水净化为一体的新型水处理技术,但产电性能低限制了MFC的推广应用。为了提高MFC的产电性能,Ts)粉体,以加速阳极产电生物膜的形成,同时提高整个生物膜的产电能力。Ts粉体后,MFC运行仅4h其输出电压即升至400mV;Ts粉体,得到了MFC的最大产电功率密度为(236±5)mW/m2,相对于对照组则提高了约40%。氨基的引入是启动时间缩短的主要原因,而阳极内阻的降低是产电功率密度得以提高的主要原因。关键词:微生物燃料电池;碳纳米管粉体;表面改性;启动时间;产电能力中图分类号::A文章编号:1000-4602(2011)11-0037-04微生物燃料电池(MFC)是一种集产电和污水净化为一体的新型水处理技术,但产电性能低限制了其实用化。MFC的阳极是微生物附着并产生电子的部位,阳极材料及其结构直接影响着底物氧化、电子产生和电子传递过程,是制约MFC产电性能的关键因素[1]。目前常规阳极材料主要是碳,包括碳纸、碳棒、碳毡、碳颗粒、碳布、网状玻璃碳等,由于廉价易得、比表面积较大、生物相容性好,故被广泛使用,然而它们对阳极微生物反应的电催化活性却较低[2]。因此,碳材料的改性和新型阳极材料的开发,是提高MFC产电性能的关键之一。目前利用碳材料改性技术来增加MFC的产电性能已经取得了一定的成效[3],在新型阳极材料的使用方面也取得了很大进步[4~6]。Ts)作为一种新型的碳材料正逐渐被应用到MFC中。例如,Qiao等[7]将碳纳米管和聚苯胺粘合在一起作为阳极材料,其累积吸附表面积由原来(单纯聚苯胺电极)/g,同时还降低了阳极表面的初始电势,增强了电子的转移能力。梁鹏等[8]将CNTs压制成片状电极作为MFC阳极,比用碳粉末压制的阳极产电能力提高20%左右。Sharma等[9]Ts扩散到碳纸上制成的电极应用于MFC中,。笔者首先分别利用浓硫酸-浓硝酸、Ts粉体进行预处理,使其表面带上基团,Ts粉体投入MFC的阳极室,使CNTs粉体与产电菌充分混合接触,自然附集于阳极上。从MFC启动时间、产电功率密度、Ts粉体对提高MFC产电性能的效果。。阳极室和阴极室由有机玻璃制成,有效容积为27cm3,正上方有一直径为2cm的孔。阳极和阴极材料均为柔性石墨(),有效面积为9cm2。为保证厌氧环境将阳极室用橡胶塞密封,并在橡胶塞上放置饱和甘汞参比电极。阳极室与阴极室用质子膜隔开,质子膜的有效面积为9cm2。,采用Geobactersulfurreducens(来自德国菌种保藏中心)纯菌接种。首先以乙酸钠()为培养基质、延胡索酸为电子受体,于37℃下连续培养至对数生长期。为消除产电菌培养基的影响,将培养到对数生长期的菌悬液于5000r/min、4℃条件下离心10min,再用无菌去离子水离心洗涤,为尽可