| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-32页 |
| 1.1 前言 | 第10页 |
| 1.2 微生物燃料电池（MFC）概述 | 第10-22页 |
| 1.2.1 MFC 的发展历程 | 第10-11页 |
| 1.2.2 MFC 的工作原理 | 第11-12页 |
| 1.2.3 MFC 的分类 | 第12-16页 |
| 1.2.4 MFC 性能影响因素 | 第16-21页 |
| 1.2.5 生物膜形成及其对物质传输的影响 | 第21-22页 |
| 1.3 MFC 的应用 | 第22-25页 |
| 1.4 MFC 的研究现状 | 第25-30页 |
| 1.4.1 恒定负载对 MFC 的影响 | 第25-28页 |
| 1.4.2 变负载运行条件对 MFC 性能的影响 | 第28-29页 |
| 1.4.3 反极现象对 MFC 的影响 | 第29-30页 |
| 1.5 本课题的工作 | 第30-32页 |
| 1.5.1 已有研究工作不足 | 第30页 |
| 1.5.2 本课题主要内容 | 第30-31页 |
| 1.5.3 本课题主要创新点 | 第31-32页 |
| 2 MFC 实验装置及实验方法 | 第32-40页 |
| 2.1 引言 | 第32页 |
| 2.2 平板式双室 MFC 的结构 | 第32-33页 |
| 2.3 MFC 部件材料的选择 | 第33-34页 |
| 2.3.1 电极材料 | 第33页 |
| 2.3.2 质子交换膜 | 第33页 |
| 2.3.3 参比电极 | 第33-34页 |
| 2.4 实验器材 | 第34页 |
| 2.4.1 恒流源 | 第34页 |
| 2.4.2 实验测试设备 | 第34页 |
| 2.5 实验系统及运行方式 | 第34-36页 |
| 2.5.1 实验系统 | 第34-36页 |
| 2.5.2 实验系统的运行 | 第36页 |
| 2.6 MFC 系统评价指标及测量方法 | 第36-40页 |
| 2.6.1 MFC 总电压及阴阳极电势 | 第36页 |
| 2.6.2 MFC 极化曲线及面功率密度曲线 | 第36-37页 |
| 2.6.3 MFC 阳极生物膜电化学活性测试 | 第37页 |
| 2.6.4 MFC 阳极活性生物量 | 第37-38页 |
| 2.6.5 MFC 阳极生物膜胞外聚合物测量 | 第38-39页 |
| 2.6.6 MFC 阳极生物膜结构及形貌观测 | 第39-40页 |
| 3 不同恒电流工况下 MFC 生物膜及性能响应特性 | 第40-58页 |
| 3.1 引言 | 第40页 |
| 3.2 MFC 的构建及启动 | 第40页 |
| 3.3 不同加载电流下 MFC 运行电压的响应 | 第40-41页 |
| 3.4 不同加载电流下 MFC 阳极生物膜的响应 | 第41-52页 |
| 3.4.1 不同加载电流对阳极生物膜结构的影响 | 第41-44页 |
| 3.4.2 不同加载电流对阳极生物量的影响 | 第44-46页 |
| 3.4.3 不同加载电流对阳极生物膜胞外聚合物的影响 | 第46-49页 |
| 3.4.4 不同加载电流对阳极生物膜活性的影响 | 第49页 |
| 3.4.5 不同加载电流对阳极生物膜电子传递方式的影响 | 第49-52页 |
| 3.5 不同加载电流对 MFC 性能的影响 | 第52-55页 |
| 3.5.1 不同加载电流对 MFC 阳极内阻的影响 | 第52-53页 |
| 3.5.2 不同加载电流对 MFC 性能的影响 | 第53-55页 |
| 3.6 本章小结 | 第55-58页 |
| 4 加载阶梯电流工况下微生物燃料电池阳极生物膜响应及性能特性 | 第58-68页 |
| 4.1 引言 | 第58页 |
| 4.2 MFC 系统构建 | 第58-59页 |
| 4.3 MFC 电压响应 | 第59-60页 |
| 4.3.1 MFC 电压响应曲线 | 第59-60页 |
| 4.3.2 电池阴阳极电势的变化 | 第60页 |
| 4.4 加载阶梯电流对 MFC 阳极生物膜的影响 | 第60-63页 |
| 4.4.1 加载阶梯电流对阳极生物膜干重的影响 | 第60-61页 |
| 4.4.2 加载阶梯电流对阳极活性生物量的影响 | 第61-62页 |
| 4.4.3 加载阶梯电流对阳极生物膜活性影响 | 第62-63页 |
| 4.5 加载阶梯电流对 MFC 性能特性的影响 | 第63-67页 |
| 4.5.1 加载阶梯电流对 MFC 阳极内阻的影响 | 第63-64页 |
| 4.5.2 加载阶梯电流对 MFC 阳极生物膜电子传递速率的影响 | 第64页 |
| 4.5.3 加载阶梯电流对 MFC 有机物去除效率的影响 | 第64-65页 |
| 4.5.4 加载阶梯电流对 MFC 性能的影响 | 第65-67页 |
| 4.6 本章小结 | 第67-68页 |
| 5 MFC 在施加反极电流条件下的特性研究 | 第68-86页 |
| 5.1 引言 | 第68页 |
| 5.2 MFC 系统的构建及启动运行 | 第68-69页 |
| 5.3 施加反极电流对 MFC 的影响 | 第69-75页 |
| 5.3.1 反极电流对输出电压的影响 | 第69页 |
| 5.3.2 反极电流对性能的影响 | 第69-70页 |
| 5.3.3 反极电流对阳极表面生物膜干重及生物量的影响 | 第70-71页 |
| 5.3.4 反极电流对电极表面形貌的影响 | 第71-72页 |
| 5.3.5 阳极流出液成分测定 | 第72-75页 |
| 5.4 施加不同时长的反极电流对 MFC 的影响 | 第75-84页 |
| 5.4.1 不同反极时间后电池电压的响应 | 第75-76页 |
| 5.4.2 反极时间对电池性能的影响 | 第76-79页 |
| 5.4.3 反极时间对阳极生物膜电化学活性的影响 | 第79-82页 |
| 5.4.4 反极时间对阳极内阻的影响 | 第82-83页 |
| 5.4.5 反极时间对生物膜干重的影响 | 第83-84页 |
| 5.5 本章小结 | 第84-86页 |
| 6 结论及展望 | 第86-88页 |
| 6.1 本文结论 | 第86-87页 |
| 6.2 后续研究工作的展望 | 第87-88页 |
| 致谢 | 第88-90页 |
| 参考文献 | 第90-98页 |
| 附录 | 第98页 |
| A. 硕士期间发表论文 | 第98页 |
| B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 | 第98页 |
| C. 作者在攻读硕士学位期间获得的荣誉 | 第98页 |
