| 摘要 | 第3-7页 |
| ABSTRACT | 第7-12页 |
| 符号说明 | 第17-18页 |
| 1 绪论 | 第18-54页 |
| 1.1 前言 | 第18-19页 |
| 1.2 微生物燃料电池（MFC）简介 | 第19-32页 |
| 1.2.1 MFC 发展进程 | 第19-20页 |
| 1.2.2 MFC 产电原理 | 第20-21页 |
| 1.2.3 MFC 分类 | 第21-23页 |
| 1.2.4 MFC 特点及优势与挑战 | 第23-26页 |
| 1.2.5 MFC 应用 | 第26-32页 |
| 1.3 影响 MFC 性能的主要因素 | 第32-36页 |
| 1.3.1 活化损失 | 第33-34页 |
| 1.3.2 欧姆损失 | 第34-35页 |
| 1.3.3 浓差损失 | 第35-36页 |
| 1.4 MFC 国内外研究现状 | 第36-50页 |
| 1.4.1 MFC 实验研究现状 | 第36-48页 |
| 1.4.2 MFC 数值模拟研究现状 | 第48-50页 |
| 1.5 本课题的主要工作 | 第50-54页 |
| 1.5.1 已有研究工作的不足 | 第50-51页 |
| 1.5.2 研究的主要内容 | 第51-53页 |
| 1.5.3 本文主要创新点 | 第53-54页 |
| 2 微生物燃料电池实验装置及实验方法 | 第54-74页 |
| 2.1 引言 | 第54页 |
| 2.2 MFC 结构设计 | 第54-61页 |
| 2.2.1 矩形 MFC 结构设计 | 第54-57页 |
| 2.2.2 平板式 MFC 结构设计 | 第57-59页 |
| 2.2.3 通流式 MFC 结构设计 | 第59-61页 |
| 2.3 MFC 材料选择与接种启动 | 第61-63页 |
| 2.3.1 质子交换膜的选择与处理 | 第61-62页 |
| 2.3.2 电极材料的选择与制备 | 第62-63页 |
| 2.3.3 MFC 接种及启动 | 第63页 |
| 2.4 MFC 性能评价参数及测试方法 | 第63-72页 |
| 2.4.1 电池极化测量 | 第63-65页 |
| 2.4.2 电池性能评价参数 | 第65页 |
| 2.4.3 电化学测量 | 第65-66页 |
| 2.4.4 生物膜表征 | 第66-72页 |
| 2.4.5 其他测量 | 第72页 |
| 2.5 本章小结 | 第72-74页 |
| 3 矩形微生物燃料电池传输特性及性能 | 第74-100页 |
| 3.1 引言 | 第74页 |
| 3.2 矩形微生物燃料电池性能特性 | 第74-77页 |
| 3.2.1 不同接种方式下矩形 MFC 的启动 | 第74-76页 |
| 3.2.2 不同接种方式下的电池性能 | 第76-77页 |
| 3.3 矩形 MFC 放大化研究 | 第77-95页 |
| 3.3.1 电极排列方式对电池性能的影响 | 第77-84页 |
| 3.3.2 升级容积式 MFC 阳极电流分布特性 | 第84-95页 |
| 3.4 三合一矩形 MFC 性能特性 | 第95-98页 |
| 3.4.1 阳极传质形式对电池启动特性的影响 | 第95-96页 |
| 3.4.2 阳极传质形式对阳极生物膜电化学活性的影响 | 第96-98页 |
| 3.4.3 阳极传质形式对电池性能的影响 | 第98页 |
| 3.5 本章小结 | 第98-100页 |
| 4 平板式微生物燃料电池生物膜成膜特性及性能 | 第100-142页 |
| 4.1 引言 | 第100页 |
| 4.2 不同启动外阻对电池启动特性的影响 | 第100-104页 |
| 4.2.1 启动过程中 MFC 电压及电极电势的变化 | 第101-102页 |
| 4.2.2 启动过程中 MFC 性能的变化 | 第102-104页 |
| 4.3 不同启动外阻下 MFC 生物膜成膜特性 | 第104-114页 |
| 4.3.1 活性生物量和能量获得 | 第104-107页 |
| 4.3.2 阳极生物膜成膜结构 | 第107-111页 |
| 4.3.3 阳极生物膜微生物多样性 | 第111-112页 |
| 4.3.4 阳极生物膜电化学活性 | 第112-114页 |
| 4.4 不同启动电阻条件下 MFC 性能 | 第114-116页 |
| 4.5 变负载工况下 MFC 响应特性 | 第116-121页 |
| 4.5.1 电压对负载的响应 | 第116-117页 |
| 4.5.2 性能对负载的响应 | 第117-119页 |
| 4.5.3 生物膜对负载的响应 | 第119-121页 |
| 4.6 平板式 MFC 阴、阳极传质研究 | 第121-130页 |
| 4.6.1 带有蛇形流场的微生物燃料电池阳极传质研究 | 第121-126页 |
| 4.6.2 阴极交指流场的微生物燃料电池性能 | 第126-130页 |
| 4.7 带有蛇形流场的微生物燃料电池串联堆性能特性 | 第130-139页 |
| 4.7.1 串联电堆的构建 | 第130-131页 |
| 4.7.2 串联电堆的运行方式 | 第131-132页 |
| 4.7.3 单独运行时各单电池性能 | 第132-133页 |
| 4.7.4 MFC 串联堆性能分析 | 第133-135页 |
| 4.7.5 改善 MFC 串联堆性能的措施 | 第135-139页 |
| 4.8 本章小结 | 第139-142页 |
| 5 通流式微生物燃料电池传输特性及性能 | 第142-180页 |
| 5.1 引言 | 第142页 |
| 5.2 通流式 MFC 启动特性 | 第142-144页 |
| 5.3 通流式 MFC 性能及传输特性 | 第144-150页 |
| 5.3.1 通流式 MFC 性能特性 | 第144-145页 |
| 5.3.2 通流式 MFC 质子传输特性 | 第145-148页 |
| 5.3.3 电解液流量的影响 | 第148-150页 |
| 5.4 通流式 MFC 阳极生物膜传输特性数值模拟 | 第150-162页 |
| 5.4.1 通流式 MFC 反应器结构简化 | 第151-152页 |
| 5.4.2 数学模型描述 | 第152-155页 |
| 5.4.3 数值模拟求解及基本参数 | 第155-157页 |
| 5.4.4 计算结果与分析 | 第157-162页 |
| 5.5 空气阴极通流式 MFC | 第162-168页 |
| 5.5.1 空气阴极通流式 MFC 的构建 | 第162-164页 |
| 5.5.2 空气阴极通流式 MFC 的启动 | 第164页 |
| 5.5.3 启动完成后电池性能 | 第164-165页 |
| 5.5.4 电解液流量的影响 | 第165-166页 |
| 5.5.5 底物浓度的影响 | 第166-167页 |
| 5.5.6 离子强度的影响 | 第167页 |
| 5.5.7 阴极圆柱孔结构的影响 | 第167-168页 |
| 5.6 漂浮式空气阴极环流 MFC | 第168-177页 |
| 5.6.1 漂浮式空气阴极环流 MFC 的构造与启动 | 第169-170页 |
| 5.6.2 无 Buffer 运行条件下阳极电解液环流运行的可行性 | 第170-172页 |
| 5.6.3 阳极电解液流量对质子传输的影响 | 第172-173页 |
| 5.6.4 阳极电解液流量对 MFC 产电的影响 | 第173-175页 |
| 5.6.5 阳极电解液流量对 COD 去除及库伦效率的影响 | 第175-176页 |
| 5.6.6 阳极电解液流量对 MFC 最大性能的影响 | 第176-177页 |
| 5.6.7 启示 | 第177页 |
| 5.7 本章小结 | 第177-180页 |
| 6 结论与展望 | 第180-186页 |
| 6.1 本文主要结论 | 第180-183页 |
| 6.2 本文创新点简介 | 第183页 |
| 6.3 后继研究工作的展望 | 第183-186页 |
| 致谢 | 第186-188页 |
| 参考文献 | 第188-208页 |
| 附录 | 第208-210页 |
| A 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 | 第208-210页 |
| B 作者在攻读博士学位期间承担和参与的科研项目 | 第210页 |
| C 作者在攻读博士学位期间获得的荣誉 | 第210页 |
