双金属硫化物/炭微生物燃料电池阴极制备及性能研究

来源 :黑龙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangxfg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微生物燃料电池(MFCs)是一种清洁可再生能源,它在降解废水中有机污染物的同时,将产生的化学能转化为电能。这种新型电池技术做到了在处理污水的同时将能源进行回收利用。由于MFCs在运行时对环境无害,具有一定的环境友好性,这种特性吸引了国内外研究人员的广泛关注。也为人们研发新型清洁能源提供了一定的方向。在目前的研究中发现MFCs在运行时会遇到稳定性较差,产电性能较低等问题。在MFCs的阴极上发生氧还原反应,氧还原反应的速率会直接影响MFCs的性能,所以阴极催化剂的活性是限制这些问题的主要因素。本文以提高MFCs的产电性能,增强运行稳定性以及降低阴极催化剂的成本为前提制备出了两种MFCs阴极催化剂。对催化剂进行X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附等温线(BET)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等表征方式对催化剂进行结构和形貌特征的分析。再运用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、旋转圆盘/圆环电极(RDE/RRDE)等电化学测试方法,对催化剂进行电化学性能分析。试验以黑木耳作为含氮碳源,将其放入三氯化铁,氯化钴和硫脲的混合溶液中。再将混合的物质放入反应釜中进行水热反应。水热后再通过不同的温度对样品进行碳化,制备出(Co Fe)/Co8Fe S8/NSC-X(X=800,850,900,950)催化剂。再对不同碳化温度得到的催化剂进行结构分析和电化学性能比较。Co8Fe S8/NSC-900作为MFCs的阴极催化剂时具有最大的功率密度(1.002W·m-2)、最高的输出电压(0.561V)以及最小的电荷转移电阻(27.33Ω)。并且在运行超过1440h后依然保持着较好的稳定性。同样以黑木耳作为含氮碳源,我们将三氯化铁换成硝酸镍与硫脲和氯化钴进行复合。经过管式炉高温碳化后得到Co Ni2S4/NSC-X(X=800,850,900,950)催化剂。经过结构分析和电化学性能比较,Co Ni2S4-900相比其他温度催化剂具有最大功率密度(0.96W·m-2),并且可以稳定运行超过1440h。本文应用黑木耳与双过渡金属硫化物复合而成的催化剂来作为MFC的阴极催化剂,其不仅表现出良好的稳定性和优秀的电催化活性,并且材料成本低,易获取。这种材料的出现为解决MFCs稳定性性能低等方面提供了新的参考。
其他文献
钛合金凭借其优良性能在航空航天领域中得到了广泛的应用,为获取轻质量与高强度的结构件航空航天领域广泛采用了整体式薄壁件,因此钛合金薄壁件在航空航天领域受到广泛关注。然而钛合金又是一种典型的难加工材料,航空航天领域的整体薄壁结构件刚度低、材料去除量大且精度要求高,因此钛合金薄壁件加工难度极高。在钛合金薄壁件精加工过程中,侧铣加工是一种常见加工手段,同时广泛地应用整体式铣刀,其刀具侧刃结构参数成为保证刀
石墨烯气凝胶作为一种新型碳材料,具有质量轻、导电性能好等特点,利用石墨烯气凝胶制备聚合物基纳米复合材料,解决了使用石墨烯片层作为填料时非常容易出现的团聚难题,因而受到研究者们的广泛关注。本文以Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)作为前驱体,通过化学还原自组装的方式制备石墨烯气凝胶(GA),并利用微波辐射对其进行处理,考察微波还原对气凝胶导电性能的影响;进而将微波还原前后的石墨烯气凝胶分别与双马
在煤矿许用乳化炸药中,通常在水相中加入氯化钾、氯化钠或氯化铵等消焰剂,确保在煤矿可燃气-尘环境下使用乳化炸药的安全性。但是这些物质的引入会降低乳化炸药的稳定性和爆炸性能。而氯化石蜡是一种阻燃剂,能与燃料油互熔。通过在油相中添加氯化石蜡,以期提高乳化炸药的爆炸性能,并保证该炸药在煤矿井下使用的安全性。本文分别在炸药组份中添加0、1%、2%、3%的氯化石蜡-52,并与复合蜡、司盘-80混合熔化至95℃
小麦是世界上重要的粮食作物之一,全世界大约三分之一的人口以小麦为主食。小麦可以用来做面包、面条和饼干的食物,具有重要的营养价值。影响小麦产量和品质的主要病害有条锈
六朝时期,名士纵情山水成风,其原因大致有三:一是社会动荡黑暗,政治杀戮尤为残酷,士大夫便将纵情山水作为全身避祸的最佳途径;二是宣扬自然无为的玄学与鼓吹出世思想的佛教相
最近几十年以来,分数阶微积分在数学、物理和工程等领域得到了广泛的应用。众所周知,分数阶微分方程可以用来描述黏弹性材料表现出介于纯黏性液体和纯弹性固体之间的状态。然而,与非线性整数阶常微分方程相似,通常很难(甚至不可能)精确地获得非线性分数阶微分方程的解析解。因此,需要用数值算法来求解非线性分数阶微分方程。一般来说,建立一种新的数值算法的主要难点在于对分数阶导数或者积分的离散,而由于分数阶微分方程的
研究目的:通过初步的临床观察为耳鸣杵针治疗提供安全有效的方案及依据,为杵针治疗耳鸣的进一步研究提供参考。方法:本实验将患者随机分组,完成量表,按分组采取不同治疗方法,
六朝时期的名士明显地有一种新的人生观:理想的生活不是奢华,不是权势,甚至不是功名,而是怡然自得、诗情画意的生活,如山水之游、幽居之趣、树下之锻、琴笛之乐等。在名士的
会议
深静脉血栓在临床上尤其是骨科发病率高,早期诊断较为困难,治疗难度大,并发肺栓塞后死亡率高。本课题组前期建立小鼠动物模型,发现内皮细胞活化、凝血/抗凝系统失衡及炎症反
背景:双酚A(Bisphenol A,BPA),作为一种常见的塑化剂广泛的应用于环氧树脂、聚碳酸酯等工业合成过程、以及多种生活常用的塑料制品如水杯、玩具等,人体可以通过如皮肤接触、饮