| 摘要 | 第6-9页 |
| ABSTACT | 第9-13页 |
| 第1章 绪论 | 第14-42页 |
| 1.1 微生物燃料电池概述 | 第15-20页 |
| 1.1.1 微生物燃料电池发展历程 | 第15-17页 |
| 1.1.2 微生物燃料电池基本原理、特点与分类 | 第17-20页 |
| 1.2 产电微生物及其胞外电子传递方式与应用 | 第20-30页 |
| 1.2.1 产电微生物及其多样性 | 第20-21页 |
| 1.2.2 产电微生物在电极界面电子传递方式 | 第21-25页 |
| 1.2.3 微生物燃料电池的应用 | 第25-30页 |
| 1.3 微生物燃料电池阳极材料研究进展 | 第30-38页 |
| 1.3.1 从电化学损失到电极材料 | 第30-32页 |
| 1.3.2 传统阳极材料 | 第32-33页 |
| 1.3.3 纳米碳材料 | 第33-35页 |
| 1.3.4 过渡态金属化合物 | 第35页 |
| 1.3.5 导电聚合物 | 第35-36页 |
| 1.3.6 纳米复合材料 | 第36-38页 |
| 1.4 微生物催化剂和纳米阳极材料在微生物燃料电池应用中面临的挑战 | 第38-40页 |
| 1.5 研究目的、主要内容和创新点 | 第40-42页 |
| 1.5.1 研究目的和主要内容 | 第40-41页 |
| 1.5.2 本论文创新点 | 第41-42页 |
| 第2章 实验设计与主要研究方法 | 第42-50页 |
| 2.1 主要仪器与试剂 | 第42-43页 |
| 2.2 材料物理表征 | 第43-45页 |
| 2.3 电极制备与质子交换膜处理 | 第45页 |
| 2.4 微生物燃料电池构建与运行 | 第45-47页 |
| 2.5 电化学测试 | 第47页 |
| 2.6 放电菌液的光谱分析 | 第47-48页 |
| 2.7 阳极生物膜处理与观察 | 第48-50页 |
| 第3章 二氧化钛/石墨烯纳米复合物增强的细菌阳极电子介体分泌及其直接电化学 | 第50-66页 |
| 3.1 引言 | 第50-51页 |
| 3.2 实验部分 | 第51-52页 |
| 3.2.1 氧化石墨烯的制备 | 第51页 |
| 3.2.2 TiO_2/rGO纳米复合物的合成 | 第51-52页 |
| 3.2.3 热重分析TiO_2/rGO纳米复合物中TiO_2的含量 | 第52页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第52-64页 |
| 3.3.1 Shewanella putrefaciens CN32产电性能 | 第52-53页 |
| 3.3.2 TiO_2/rGO纳米复合物的形貌与结构分析 | 第53-58页 |
| 3.3.3 TiO_2/rGO纳米复合物的生物电催化行为 | 第58-61页 |
| 3.3.4 TiO_2/rGO纳米复合阳极的双室MFC性能 | 第61-62页 |
| 3.3.5 TiO_2/rGO纳米复合阳极的协同作用机制 | 第62-64页 |
| 3.4 本章小结 | 第64-66页 |
| 第4章 碳纳米管@石墨烯纳米阳极生物膜主导的胞外电子传递及其性能分析 | 第66-84页 |
| 4.1 引言 | 第66-67页 |
| 4.2 实验部分 | 第67-68页 |
| 4.2.1 MWCNT@rGO复合物的合成 | 第67页 |
| 4.2.2 MWCNT@rGO阳极生物膜电流产生机制的分析方法 | 第67-68页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第68-82页 |
| 4.3.1 MWCNT@rGO复合物的形貌调控与结构分析 | 第68-71页 |
| 4.3.2 MWCNT@rGO复合物的生物电催化行为 | 第71-75页 |
| 4.3.3 MWCNT@rGO复合阳极的双室MFC性能 | 第75-78页 |
| 4.3.4 MWCNT@rGO阳极生物膜的电流产生机制 | 第78-82页 |
| 4.4 本章小结 | 第82-84页 |
| 第5章 3D碳纳米纤维的介孔结构增强细菌阳极电子介体直接电化学的独特机制 | 第84-100页 |
| 5.1 引言 | 第84-85页 |
| 5.2 实验部分 | 第85页 |
| 5.2.1 3D多孔CNF气凝胶的制备 | 第85页 |
| 5.2.2 核黄素和黄素单核苷酸分子结构模拟 | 第85页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第85-98页 |
| 5.3.1 3D多孔CNF气凝胶形貌与结构分析 | 第85-89页 |
| 5.3.2 不同纳米孔结构的 3D CNF阳极生物电催化性能 | 第89-93页 |
| 5.3.3 介孔增强S. putrefaciens CN32阳极直接电化学机制 | 第93-95页 |
| 5.3.4 3D CNF阳极的稳定性和实用性 | 第95-98页 |
| 5.4 本章小结 | 第98-100页 |
| 第6章 细菌外膜色素蛋白MtrC和Und A在电子介体介导的胞外电子传递过程中的关键作用 | 第100-120页 |
| 6.1 引言 | 第100-101页 |
| 6.2 实验部分 | 第101-107页 |
| 6.2.1 引物、质粒与菌株 | 第101-103页 |
| 6.2.2 构建外膜细胞色素蛋白基因框内缺失突变株 | 第103-107页 |
| 6.2.3 BCA法测定阳极上蛋白质总量 | 第107页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第107-119页 |
| 6.3.1 mtrC和undA单基因和双基因缺失菌株的构建 | 第107-111页 |
| 6.3.2 mtrC和undA基因缺失对S. putrefaciens CN32代谢活力的影响 | 第111-112页 |
| 6.3.3 MtrC和UndA对S. putrefaciens CN32阳极产电的影响 | 第112-115页 |
| 6.3.4 MtrC对S. putrefaciens CN32胞外电子介体还原的关键作用 | 第115-119页 |
| 6.4 本章小结 | 第119-120页 |
| 第7章 结论与展望 | 第120-124页 |
| 7.1 结论 | 第120-122页 |
| 7.2 展望 | 第122-124页 |
| 参考文献 | 第124-140页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第140-142页 |
| 致谢 | 第142页 |
