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综述微生物燃料电池中阳极材料的研究与发展(电工材料论文) 综述微生物燃料电池中阳极材料的研究与发展(电工材料论文)

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《综述微生物燃料电池中阳极材料的研究与发展(电工材料论文)》修改意见稿

1、“.....但功率密度差电子转移效率低膜成本高限制了的性能,并阻碍了其大规模应用﹝﹞。的性能高度依赖于阳极材料,因为阳极材料在综述微生物燃料电池中阳极材料的研究与发展电工材料论文面菌群的附着,同时增强电极材料的导电性能。等﹝﹞通过丝网印刷还原氧化石墨烯,然后使用大气压煅烧压力等离子体射流法制作阳极。和处理的丝网印刷显著增加了用于细菌黏附的电极材料的表面积。经和处理的改性的最大功率密度为,而未改性的的最大功率密度为。摘要微生物燃料电池虽然能在去除污染物的同时产生电能,但仍存有功率密度差电子转在对阳极材料进行改性的研究中,很多是通过在电极材料上涂覆些物质来实现阳极材料的改性,但也有通过利用氧化剂处理常用的碳基电极材料来实现电极改性的。综述微生物燃料电池中阳极材料的研究与发展电工材料论文......”

2、“.....近些年来被广泛用作的电极材料,增强了的产电性能。将石墨烯涂覆在电极材料上的研究也取得了很好的成果。等﹝﹞将碳纳米管嵌入钴纳米颗粒纳米多面体电催化剂,对活性炭空气阴极微生物燃料电池进行改性。当制成活性炭阴极时,优化的达到的最大功率密度,比对照组的高出。等﹝﹞将不同量的亲水氧化石墨烯掺杂到改性层中以提高阳极的亲水性,将掺杂比从,其中掺杂比为阳极表现出最佳性能,相应的最大功率密度为,是阳极的的倍。等﹝﹞通过水热反应成功利用碳纸基涂覆新型纳米线作为的生物阳极,使用作为阳极的最大功率密度为,比原始的大幅提升。循环伏安法分析表明,可以介导细菌和电极之间的直接细胞外电子转移。通过利用金属及其氧化物改性阳极材料,使得的功率密度和电流密度相比于未改性的都提高了很多。但是......”

3、“.....同时在电子传输过程中可以作为传输中间体,因此利用金属及其氧化物纳米颗粒修饰阳极材料的研究层出不穷。其中,金属纳米粒子是表面改性的有效催化剂﹝﹞。等﹝﹞提出了种活性阳极,其使用氧化钌涂覆碳毡电极。配备涂层阳极的双室最大功率密度达到,与使用裸阳极的相比增加了倍。等﹝﹞将铁氧化铁纳米粒子沉积在不同碳质阳极材料的表面,如碳毡碳布石墨,作有有效促进微生物生长和保持长期稳定性的能力。它实现了更高的开路电压为,电流密度为,功率密度为。因此证明了电极适合用作的低成本高性能阳极。等﹝﹞使用石墨棒作为阳极,并使用导电聚合物吡咯通过电聚合进行改性。这使得电子传导得到改善,因此电池的功率密度增加,从增加到。等﹝﹞将聚吡咯原位电化学沉积到石墨,作为有效催化剂以改善基于实际工业废水的的阳极性能。结果表明......”

4、“.....对于电极,产生的功率分别增加了。等﹝﹞评估了在使用生物合成的银纳米颗粒的改性石墨电极时,产生的电能。结果表明,含的改性石墨电极发电潜力大于裸石墨电极。裸石墨电极产生的最大功率和电流密度分别为和,而使用银修饰电极的产生的最大功率和电流密度分别为率密度为,显著高于商用碳毡阳极。等﹝﹞研究了种通过热解双金属有机骨架合成的新型掺氮碳纳米管嵌入钴纳米颗粒纳米多面体电催化剂,对活性炭空气阴极微生物燃料电池进行改性。当制成活性炭阴极时,优化的达到的最大功率密度,比对照组的高出。近些年来,开发涂覆有纳米颗粒的电极成为增强功率输出的有效方法。由于金综述微生物燃料电池中阳极材料的研究与发展电工材料论文为有效催化剂以改善基于实际工业废水的的阳极性能。结果表明,通过在阳极表面上形成薄氧化铁层,对于电极,产生的功率分别增加了......”

5、“.....产生的电能。结果表明,含的改性石墨电极发电潜力大于裸石墨电极。裸石墨电极产生的最大功率和电流密度分别为和,而使用银修饰电极的产生的最大功率和电流密度分别为和的最大功率密度为,的去除率为。等﹝﹞通过在马尾藻作为掺杂剂的上进行吡咯的电化学聚合,开发出聚吡咯马尾藻活性炭改性阳极。使用阳极获得的最大功率密度为,与未改性阳极和单独改性阳极相比,分别增加了个数量级和倍。近些年来,开发涂覆有纳米颗粒的电极成为增强功率输出的有效方法。由于金属离子及金中,很多是通过在电极材料上涂覆些物质来实现阳极材料的改性,但也有通过利用氧化剂处理常用的碳基电极材料来实现电极改性的。等﹝﹞通过水热反应成功利用碳纸基涂覆新型纳米线作为的生物阳极,使用作为阳极的最大功率密度为,比原始的大幅提升。循环伏安法分析表明......”

6、“.....通过利用上,通过改性可以显著提高阳极的耐腐蚀性和发电性能。阳极的最大功率密度达到,比裸阳极高约倍,使用阳极的比裸阳极的有更低的内阻和更高的电容。此外,还有聚合物和其他物质相结合共同修饰碳基阳极材料的相关报道,结果同样令人惊喜。等﹝﹞展示了聚吡咯还原氧化石墨烯聚吡咯还原富勒烯聚吡咯的改性阳极,用于微生物燃料电池阴极去除铜。和。综述微生物燃料电池中阳极材料的研究与发展电工材料论文。聚合物及复合物改性阳极最近,聚苯胺聚吡咯噻吩等导电聚合物得到广泛应用,在中可以改善细菌黏附和电子转移。碳材料具有较差的导电性和胞外传递效率,限制了其在中的应用。使用导电聚合物修饰碳基电极为制备高性能和低成本生物电极提供新的思路。等﹝﹞探索了使用聚苯胺改性不锈钢板作为的潜在低成本阳极,具属离子及金属氧化物对微生物具有定吸附作用......”

7、“.....因此利用金属及其氧化物纳米颗粒修饰阳极材料的研究层出不穷。其中,金属纳米粒子是表面改性的有效催化剂﹝﹞。等﹝﹞提出了种活性阳极,其使用氧化钌涂覆碳毡电极。配备涂层阳极的双室最大功率密度达到,与使用裸阳极的相比增加了倍。等﹝﹞将铁氧化铁纳米粒子沉积在不同碳质阳极材料的表面,如碳毡碳布金属及其氧化物改性阳极材料,使得的功率密度和电流密度相比于未改性的都提高了很多。但是,由于这种改性处理方法般是电沉积法,所以需要相应的仪器支持,并且过程要求严格,这是这种方法的个缺点所在。除此之外,金属氧化物与其他物质相结合共同修饰阳极材料也增强了的性能。等﹝﹞通过简单的共沉淀反应和煅烧方法,成功合成了种新型多组分自组装微纳米结构微椭球的双组分复合材料......”

8、“.....是由石墨纤维刷和氧化石墨烯气凝胶改性。长期运行使发电量持续增加,个月后达到。具有高比表面积的结构有利于细菌生长,与电化学活性细菌进行有效的相互作用。总之,利用石墨烯及它的氧化还原物作为负载物修饰阳极材料显著提高了的功率密度,增强了电极表面的亲水性和微生物的附着性,是作为阳极材料的有力候选者。氧化剂处理改性阳极在对阳极材料进行改性的研究作为阳极。石墨烯的氧化还原物以及它们与其他导电物质共同改性阳极也是研究的主要领域。石墨烯的氧化还原物是性能优异的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。将它们涂覆在电极材料表面有助于提高电极表面菌群的附着,同时增强电极材料的导电性能。等﹝﹞通过丝网印刷还原氧化石墨烯,然后使用大气压煅烧压力等离子体射流法制作阳极......”

9、“.....阳极的性能要求包括大表面积良好的生物相容性和良好的稳定性﹝﹞,同时阳极材料本身也应该是个良好的导体,从阳极周边区域收集电子的同时促进电子传输。为了提高阳极的性能,调整阳极表面形态和化学性以增强电子转移过程至关重要。然而最常见的阳极材料,如碳基材料碳刷碳毡碳布碳纸等,由于微生物在它们表面上黏附不充分,导致其在中使用时具有疏水性,增加了电子转移的界面电阻﹝移效率低等明显不足。其中阳极作为影响微生物燃料电池的关键部分,由于存在材料对微生物吸附不充分电子传递速率慢等劣势,限制了微生物燃料电池的电流密度,因此对阳极改性和开发新型阳极材料成为了当前研究的重要方向。鉴于此,本文综述了关于阳极改性和新型阳极材料开发的研究进展,并对阳极材料在未来的研究方向做出了展望,以期提供参考......”

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