中文摘要 | 第5-7页 |
Abstract | 第7-9页 |
第1章 绪论 | 第14-39页 |
1.1 前言 | 第14-15页 |
1.2 微生物燃料电池(MFC)简介 | 第15-30页 |
1.2.1 MFC的基本原理及特点 | 第16-17页 |
1.2.2 MFC研究的历史与发展 | 第17-19页 |
1.2.3 阳极产电菌的电子转移机制 | 第19-20页 |
1.2.4 MFC的构成及分类 | 第20-24页 |
1.2.5 MFC的产电机制 | 第24页 |
1.2.6 影响MFC性能的主要因素 | 第24-30页 |
1.3 MFCs阴极催化剂的研究现状 | 第30-35页 |
1.3.1 金属氧化物催化剂 | 第30-31页 |
1.3.2 金属有机类催化剂 | 第31-32页 |
1.3.3 碳基类催化剂 | 第32页 |
1.3.4 氮-化学修饰 | 第32-33页 |
1.3.5 铁-碳基阴极材料 | 第33-34页 |
1.3.6 纳米银-碳基催化剂 | 第34-35页 |
1.3.7 其他催化剂 | 第35页 |
1.4 论文研究内容与创新点 | 第35-39页 |
1.4.1 论文选题背景 | 第35-37页 |
1.4.2 论文研究目的 | 第37页 |
1.4.3 论文研究内容 | 第37-38页 |
1.4.4 论文的创新点 | 第38-39页 |
第2章 实验部分 | 第39-47页 |
2.1 实验试剂与材料 | 第39-41页 |
2.1.1 实验试剂 | 第39页 |
2.1.2 实验仪器及设备 | 第39-40页 |
2.1.3 微生物燃料电池(MFC)反应器构型 | 第40-41页 |
2.2 材料表征方法及原理 | 第41-43页 |
2.2.1 X射线粉末衍射(XRD) | 第41-42页 |
2.2.2 X-射线光电子能谱 (XPS) | 第42页 |
2.2.3 热重分析(TG) | 第42页 |
2.2.4 N_2吸附-脱附等温线的测定(BET) | 第42页 |
2.2.5 扫描电子显微镜(SEM) | 第42页 |
2.2.6 透射电子显微镜(TEM) | 第42-43页 |
2.2.7 拉曼光谱(Raman) | 第43页 |
2.3 电化学测试方法 | 第43-47页 |
2.3.1 数据采集与计算 | 第43-44页 |
2.3.2 极化曲线的测试 | 第44页 |
2.3.3 库伦效率和COD测试 | 第44-45页 |
2.3.4 线性扫描伏安测试(LSV) | 第45页 |
2.3.5 循环伏安测试(CV) | 第45页 |
2.3.6 交流阻抗测试(EIS) | 第45-47页 |
第3章 硫化亚铁/石墨化碳材料作为MFCs阴极催化剂的性能研究 | 第47-98页 |
3.1 引言 | 第47-48页 |
3.2 碳化温度对硫化亚铁/石墨化碳阴极材料产电性能的影响机制 | 第48-73页 |
3.2.1 不同温度下硫化亚铁/石墨化碳(Fe S/PGC)的制备与表征 | 第48-49页 |
3.2.2 碳化温度对FeS/PGC样品组成的影响 | 第49-51页 |
3.2.3 碳化温度对FeS/PGC比表面积及孔径分布的影响 | 第51-53页 |
3.2.4 碳化温度对FeS/PGC形貌的影响 | 第53-54页 |
3.2.5 碳化温度对FeS/PGC表面元素组成和结构的影响 | 第54-64页 |
3.2.6 FeS/PGC作为单室MFC阴极的性能研究 | 第64-73页 |
3.3 原料中Fe与S摩尔比对FeS/PGC作为MFCs催化剂性能的影响 | 第73-96页 |
3.3.1 不同Fe与S摩尔比下FeS/PGC的制备与表征 | 第73-74页 |
3.3.2 Fe与S摩尔比对FeS/PGC的物相组成的影响 | 第74-76页 |
3.3.3 不同Fe与S摩尔比下FeS/PGC的比表面积及孔径分布 | 第76-78页 |
3.3.4 Fe与S摩尔比对FeS/PGC表面形貌的影响 | 第78-79页 |
3.3.5 Fe与S摩尔比对FeS/PGC元素组成和结构的影响 | 第79-87页 |
3.3.6 FeS/PGC作为单室MFCs阴极的性能研究 | 第87-96页 |
3.4 本章小结 | 第96-98页 |
第4章 纳米Ag/FeS/PGC材料作为MFCs阴极催化剂的性能研究 | 第98-120页 |
4.1 引言 | 第98-100页 |
4.2 纳米Ag/FeS/PGC材料(Ag/FeS/PGC)的制备与性质表征 | 第100-106页 |
4.2.1 不同Ag/Fe比例Ag/FeS/PGC样品的制备 | 第100-101页 |
4.2.2 不同Ag/Fe比例制备的Ag/FeS/PGC样品组成分析 | 第101-102页 |
4.2.3 不同Ag/Fe比例制备的Ag/FeS/PGC的比表面积及孔径分布 | 第102-104页 |
4.2.4 不同Ag/Fe比例制备的Ag/FeS/PGC的形貌分析 | 第104-105页 |
4.2.5 不同Ag/Fe比例制备的Ag/FeS/PGC的结构分析 | 第105-106页 |
4.3 Ag/FeS/PGC作为单室MFCs阴极材料的性能研究 | 第106-114页 |
4.3.1 不同Ag/Fe比例制备的Ag/FeS/PGC的氧还原活性比较 | 第106-108页 |
4.3.2 不同Ag/Fe比例制备的Ag/FeS/PGC阴极的MFCs性能比较 | 第108-114页 |
4.4 Ag/FeS/PGC阴极抑菌的机理推测 | 第114-116页 |
4.5 Ag/FeS/PGC阴极ORR的途径分析 | 第116-118页 |
4.6 本章小结 | 第118-120页 |
第5章 N掺杂纳米Ag/Fe/C复合材料作为MFC阴极的性能研究 | 第120-135页 |
5.1 引言 | 第120页 |
5.2 N掺杂Ag/Fe/C(Ag/Fe/N/C)复合材料的制备与表征 | 第120-124页 |
5.2.1 Ag含量变化对Ag/Fe/N/C材料物相组成的影响 | 第121-122页 |
5.2.2 Ag含量变化对Ag/Fe/N/C材料的比表面积及孔径分布的影响 | 第122-123页 |
5.2.3 Ag含量变化对Ag/Fe/N/C材料的元素组成和结构的影响 | 第123-124页 |
5.3 Ag/Fe/N/C材料作为单室MFC阴极的产电性能研究 | 第124-130页 |
5.3.1 Ag/Fe/N/C材料的氧还原活性研究 | 第124-125页 |
5.3.2 Ag/Fe/N/C作为MFCs阴极的产电性能研究 | 第125-130页 |
5.4 Ag/Fe/N/C阴极的抑菌效果分析 | 第130-132页 |
5.5 Ag/Fe/N/C阴极的ORR途径分析 | 第132-134页 |
5.6 本章小结 | 第134-135页 |
结论 | 第135-137页 |
参考文献 | 第137-150页 |
致谢 | 第150-151页 |
攻读学位期间发表的学术论文 | 第151-153页 |