电气石修饰阳极在微生物燃料电池中应用开题报告
2020-04-14 16:07:07
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
1 微生物燃料电池的定义与发展历程
生物燃料电池是一种特殊的燃料电池，它以自然界的微生物或酶为催化剂，直接将燃料中的化学能转化为电能。它不仅具有燃料电池效率高、无污染等优点，还有一些独特的优点[1]：（1）燃料来源广泛，自然界大量存在的葡萄糖、淀粉等可再生有机物都可作为燃料。（2）反应条件温和，可在常温、常压、中性ph值条件下反应，易于操作，控制和维护（3）生物相容性好，可为植入人体的人造器官或生物传感器提供能源。
1901年，英国植物学家potter把酵母或大肠杆菌放入含有葡萄糖的培养基中进行厌氧培养，其产物能在铂电极上显示0.3v~0.5v的开路电压和0.2ma的电流，生物燃料电池的研究由此开始。20世纪50年代起，随着航天研究领域的迅速发展，对微生物燃料电池研究的兴趣随之升高，原因之一是考虑将来人类在进行太空飞行时如何及时处理飞行中的生活垃圾，并产生电能80年代以后，随着各种氧化还原介体的使用，生物燃料电池的电流密度和功率有了很大提高，越来越多的科研人员对此产生兴趣90年代初，我国也开始了这项研究[2] 。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
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要解决的问题: 研究利用微生物和电化学的耦合作用处理废水并同步产能的微生物燃料电池技术，分析了微生物燃料电池的原理和组成，阐述了阳极的重要作用，对微生物燃料电池阳极的修饰进行了重点研究，验证了不同含量电气石粉对阳极微生物活性及整个微生物燃料电池系统电子传递等的促进作用。 研究方法： 1：实验过程中采用数据采集系统测整个体系的开路电压，电脑每分钟记录一次电压数据，便于读出最高电压。 2：测定进、出水COD是采用标准的重铬酸钾滴定法。在强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，加热回流，将水样中还原性物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。 CODCr (mg/L ) = （V0-V1#215;C#215;8#215;1000）/V （式1-1） 试中：C#8212;#8212;硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L); V0 #8212;#8212;滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量 （ml）; V1#8212;#8212; 滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量 （ml）; V #8212;#8212; 水样的体积 （ml）; 8 #8212;#8212; 氧（1/20 ）摩尔质量 ( g/ml )。 3：功率密度的测定：连接万用表测定在不同的外加电阻下其电压的读数。用公式算出功率密度，达到最大功率密度时，外阻等于内阻。 （式1-2） 式中U #8212;电压（V） I #8212;电流（A） R #8212;电阻（Ω） A #8212;阳极有效面积（m2）
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