| 摘要 | 第7-11页 |
| ABSTRACT | 第11-15页 |
| 第1章 绪论 | 第16-46页 |
| 1.1 研究背景 | 第16-17页 |
| 1.2 微生物燃料电池概述 | 第17-24页 |
| 1.2.1 微生物燃料电池的发展历程 | 第18-19页 |
| 1.2.2 微生物燃料电池基本原理 | 第19-20页 |
| 1.2.3 微生物燃料电池的分类 | 第20-24页 |
| 1.3 微生物燃料电池的主要评价方法及其应用 | 第24-30页 |
| 1.3.1 微生物燃料电池的电池及环境学评价体系 | 第24-27页 |
| 1.3.2 微生物燃料电池的应用 | 第27-30页 |
| 1.4 产电微生物及其电子传递方式 | 第30-33页 |
| 1.4.1 产电微生物及其多样性 | 第30页 |
| 1.4.2 产电微生物在电极界面电子传递方式 | 第30-33页 |
| 1.5 微生物燃料电池阳极材料研究进展 | 第33-42页 |
| 1.5.1 多层次多孔结构电极的构建 | 第34-39页 |
| 1.5.2 电极表面的化学改性与修饰 | 第39-42页 |
| 1.6 纳米阳极材料在微生物燃料电池应用中面临的关键性问题 | 第42-43页 |
| 1.7 研究目的、主要内容和创新点 | 第43-46页 |
| 1.7.1 研究目的 | 第43-44页 |
| 1.7.2 本论文主要内容 | 第44-45页 |
| 1.7.3 本论文创新点 | 第45-46页 |
| 第2章 实验设计与主要研究方法 | 第46-52页 |
| 2.1 主要药品及配制方法 | 第46-47页 |
| 2.1.1 药品及材料 | 第46页 |
| 2.1.2 药品及培养基配制 | 第46-47页 |
| 2.2 实验仪器及设备 | 第47-48页 |
| 2.3 材料表征 | 第48-49页 |
| 2.4 电极制备与质子交换膜处理 | 第49页 |
| 2.5 微生物燃料电池构建与运行 | 第49-51页 |
| 2.6 微生物燃料电池的性能测试与阳极电化学性能评价 | 第51页 |
| 2.6.1 极化曲线及功率密度曲线 | 第51页 |
| 2.6.2 阳极电化学性能测试 | 第51页 |
| 2.7 阳极生物膜处理与观察 | 第51-52页 |
| 第3章 石墨烯/泡沫镍复合材料多层次孔结构调控及其MFC生物电催化进程的增强效应 | 第52-64页 |
| 3.1 引言 | 第52-53页 |
| 3.2 实验部分 | 第53-54页 |
| 3.2.1 氧化石墨烯的制备 | 第53页 |
| 3.2.2 三维石墨烯/泡沫镍复合材料电极的制备 | 第53-54页 |
| 3.2.3 热重分析石墨烯/泡沫镍复合物中石墨烯的含量 | 第54页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第54-62页 |
| 3.3.1 石墨烯/泡沫镍复合物的形貌 | 第54-56页 |
| 3.3.2 石墨烯/泡沫镍复合物的石墨烯含量与表面特性分析 | 第56-57页 |
| 3.3.3 石墨烯/泡沫镍复合物的生物电催化行为 | 第57-58页 |
| 3.3.4 石墨烯/泡沫镍孔状结构与非孔状结构电化学行为比较 | 第58-59页 |
| 3.3.5 石墨烯/泡沫镍复合物阳极的双室MFC性能 | 第59-60页 |
| 3.3.6 石墨烯/泡沫镍复合物阳极的生物电催化作用机制 | 第60-62页 |
| 3.4 本章小结 | 第62-64页 |
| 第4章 基于酒糟的多孔碳材料阳极结构及表面特性对胞外电子传递的影响及其机理分析 | 第64-78页 |
| 4.1 引言 | 第64-65页 |
| 4.2 实验部分 | 第65-66页 |
| 4.2.1 多孔碳-硅复合物的合成 | 第65页 |
| 4.2.2 多孔碳-硅复合物表面硅质层的去除 | 第65-66页 |
| 4.2.3 多孔碳-硅复合物阳极生物电催化促进机制的分析方法 | 第66页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第66-77页 |
| 4.3.1 多孔碳-硅复合物形貌与表面性质 | 第66-70页 |
| 4.3.2 多孔碳-硅复合物的生物电催化行为 | 第70-72页 |
| 4.3.3 多孔碳-硅复合物阳极的双室MFC性能及细菌吸附行为 | 第72-73页 |
| 4.3.4 多孔碳-硅复合物表面性质对生物膜的影响机制 | 第73-77页 |
| 4.4 本章小结 | 第77-78页 |
| 第5章 氮掺杂碳纳米管@石墨烯阳极增强的生物膜生长及其电子介体电化学机制 | 第78-94页 |
| 5.1 引言 | 第78-79页 |
| 5.2 实验部分 | 第79-80页 |
| 5.2.1 氮掺杂碳纳米管@石墨烯复合物的合成 | 第79-80页 |
| 5.2.2 氮掺杂碳纳米管@石墨烯复合物对电子介体电化学影响机制的分析方法 | 第80页 |
| 5.2.3 氮掺杂碳纳米管@石墨烯复合物阳极生物膜电流产生机制的分析方法 | 第80页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第80-92页 |
| 5.3.1 不同氮掺杂复合物的形貌表征与结构 | 第80-84页 |
| 5.3.2 氮掺杂碳纳米管@石墨烯复合物阳极的生物电催化行为 | 第84-87页 |
| 5.3.3 氮掺杂碳纳米管@石墨烯复合物阳极的双室MFC性能 | 第87-88页 |
| 5.3.4 氮掺杂碳纳米管@石墨烯阳极生物膜的电流产生机制 | 第88-92页 |
| 5.4 本章小结 | 第92-94页 |
| 第6章 表面氮掺杂结构匹配黄素分子实现阳极界面快速直接电化学的机制研究 | 第94-116页 |
| 6.1 引言 | 第94-95页 |
| 6.2 实验部分 | 第95-97页 |
| 6.2.1 N-CNWs/CC电极的制备 | 第95-96页 |
| 6.2.2 N-CNWs/CC电极对电子介体电化学影响机制的分析方法 | 第96页 |
| 6.2.3 黄素单核苷酸(FMN)分子结构及表面氮原子掺杂结构模拟 | 第96-97页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第97-113页 |
| 6.3.1 N-CNWs/CC形貌与结构 | 第97-100页 |
| 6.3.2 N-CNWs/CC促进电子介体电化学 | 第100-106页 |
| 6.3.3 氮原子掺杂促进电子介体电化学影响机制 | 第106-109页 |
| 6.3.4 N-CNWs/CC阳极的生物电催化行为及双室MFC性能 | 第109-112页 |
| 6.3.5 N-CNWs/CC阳极增强的生物电催化机制 | 第112-113页 |
| 6.4 本章小结 | 第113-116页 |
| 第7章 氧化镍修饰氮掺杂碳纳米线复合物协同增强的生物电催化进程 | 第116-132页 |
| 7.1 引言 | 第116-117页 |
| 7.2 实验部分 | 第117-118页 |
| 7.2.1 NiO@N-CNWs/CC电极的制备 | 第117页 |
| 7.2.2 NiO@N-CNWs/CC增强生物电催化机制的分析方法 | 第117-118页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第118-130页 |
| 7.3.1 NiO@N-CNWs/CC形貌与结构 | 第118-121页 |
| 7.3.2 NiO@N-CNWs/CC生物电催化行为 | 第121-127页 |
| 7.3.3 NiO@N-CNWs/CC的双室MFC性能及协同作用机制 | 第127-130页 |
| 7.4 本章小结 | 第130-132页 |
| 第8章 结论与展望 | 第132-136页 |
| 8.1 结论 | 第132-134页 |
| 8.2 展望 | 第134-136页 |
| 参考文献 | 第136-158页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第158-162页 |
| 致谢 | 第162-163页 |
