| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 主要符号对照表 | 第10-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-33页 |
| 1.1 选题背景 | 第15-17页 |
| 1.2 微生物燃料电池的基本原理 | 第17-22页 |
| 1.2.1 微生物燃料电池工作原理 | 第17-19页 |
| 1.2.2 影响MFC产电性能的因素 | 第19-22页 |
| 1.3 微生物燃料电池阳极研究进展 | 第22-25页 |
| 1.4 微生物燃料电池空气阴极研究进展 | 第25-26页 |
| 1.5 微生物燃料电池实用化的关键问题 | 第26-31页 |
| 1.5.1 MFC的产电功率 | 第26-27页 |
| 1.5.2 MFC的成本 | 第27-28页 |
| 1.5.3 MFC的长期稳定性 | 第28-31页 |
| 1.6 研究目的与研究内容 | 第31-33页 |
| 1.6.1 研究目的 | 第31页 |
| 1.6.2 研究内容 | 第31-33页 |
| 第二章 实验材料与方法 | 第33-49页 |
| 2.1 微生物燃料电池的构建 | 第33-37页 |
| 2.1.1 反应器结构 | 第33-34页 |
| 2.1.2 阳极材料及化学改性 | 第34-35页 |
| 2.1.3 空气阴极的制备 | 第35-37页 |
| 2.2 微生物燃料电池的启动与运行 | 第37-40页 |
| 2.2.1 反应器的接种与启动 | 第37-39页 |
| 2.2.2 反应器的运行与电压数据采集 | 第39-40页 |
| 2.3 微生物燃料电池的性能测试与评价 | 第40-41页 |
| 2.3.1 极化曲线与功率密度曲线 | 第40页 |
| 2.3.2 库仑效率 | 第40-41页 |
| 2.4 阳极和阴极的电化学性能评价 | 第41-43页 |
| 2.4.1 线性扫描伏安法 | 第41-42页 |
| 2.4.2 Tafel曲线法 | 第42页 |
| 2.4.3 交流阻抗谱法 | 第42-43页 |
| 2.4.4 循环伏安法 | 第43页 |
| 2.5 电极物理化学特性的表征 | 第43-45页 |
| 2.5.1 扫描电子显微镜(SEM) | 第43-44页 |
| 2.5.2 X射线光电子能谱(XPS)分析 | 第44页 |
| 2.5.3 电极孔隙结构测试 | 第44页 |
| 2.5.4 接触角测试 | 第44-45页 |
| 2.6 生物学方法及其他测试方法 | 第45-49页 |
| 2.6.1 溶解性微生物产物的表征 | 第45-47页 |
| 2.6.2 生物量测定 | 第47页 |
| 2.6.3 微生物种群鉴定及分析 | 第47页 |
| 2.6.4 溶解氧测定 | 第47-48页 |
| 2.6.5 恩诺沙星溶出量测定 | 第48-49页 |
| 第三章 碳布阳极的表面改性与电化学性能强化 | 第49-77页 |
| 3.1 碳布阳极的甲酸预处理 | 第49-58页 |
| 3.1.1 对碳布物理化学性质的影响 | 第49-53页 |
| 3.1.2 对阳极微生物附着和生长的影响 | 第53-54页 |
| 3.1.3 对阳极生物膜电子传递的影响 | 第54-56页 |
| 3.1.4 对MFC产电性能的影响 | 第56-58页 |
| 3.2 碳布阳极的异丙醇、次氯酸钠和过氧化氢预处理 | 第58-71页 |
| 3.2.1 对碳布物理化学特性的影响 | 第59-62页 |
| 3.2.2 对阳极生物膜形貌的影响 | 第62-63页 |
| 3.2.3 对阳极内阻的影响 | 第63-66页 |
| 3.2.4 对阳极生物膜电子传递的影响 | 第66-67页 |
| 3.2.5 对MFC产电性能的影响 | 第67-70页 |
| 3.2.6 阳极表面官能团与产电性能的关系 | 第70-71页 |
| 3.3 碳布阳极的阳极倒出液和超声预处理 | 第71-75页 |
| 3.3.1 对MFC启动的影响 | 第72页 |
| 3.3.2 对阳极生物膜电化学活性的影响 | 第72-74页 |
| 3.3.3 对MFC产电性能的影响 | 第74-75页 |
| 3.4 本章小结 | 第75-77页 |
| 第四章 不锈钢网空气阴极的开发与优化 | 第77-95页 |
| 4.1 不锈钢网空气阴极的开发 | 第77-82页 |
| 4.1.1 不锈钢网空气阴极的电化学性能 | 第77-80页 |
| 4.1.2 不锈钢网空气阴极的耐水压性能 | 第80-82页 |
| 4.2 不锈钢网空气阴极催化层的微波辐射制备 | 第82-94页 |
| 4.2.1 微波辐射法制备不锈钢网空气阴极催化层 | 第82-83页 |
| 4.2.2 催化层的物理化学特性 | 第83-88页 |
| 4.2.3 空气阴极的电化学性能 | 第88-92页 |
| 4.2.4 微生物燃料电池的产电特性 | 第92-94页 |
| 4.3 本章小结 | 第94-95页 |
| 第五章 空气阴极长期运行性能降低的机理研究 | 第95-121页 |
| 5.1 催化层生物膜对空气阴极长期电化学性能的影响 | 第95-101页 |
| 5.1.1 MFC的产电性能 | 第95-98页 |
| 5.1.2 空气阴极的交换电流密度 | 第98-99页 |
| 5.1.3 空气阴极的内阻 | 第99-101页 |
| 5.2 溶解性微生物产物的表征 | 第101-107页 |
| 5.2.1 SMP的成分与含量分析 | 第101-103页 |
| 5.2.2 官能团表征 | 第103-104页 |
| 5.2.3 荧光光谱(EEM)表征 | 第104-106页 |
| 5.2.4 分子大小分布 | 第106-107页 |
| 5.3 溶解性微生物产物对催化层物理化学特性的影响 | 第107-109页 |
| 5.4 溶解性微生物产物对空气阴极的影响机理 | 第109-119页 |
| 5.4.1 化学清洗对SMP的去除效果 | 第110-111页 |
| 5.4.2 去除SMP对空气阴极交换电流密度的影响 | 第111-113页 |
| 5.4.3 去除SMP对空气阴极内阻的影响 | 第113-115页 |
| 5.4.4 去除SMP对MFC产电性能的影响 | 第115-117页 |
| 5.4.5 催化层添加SMP对阴极电化学性能的影响 | 第117-119页 |
| 5.5 本章小结 | 第119-121页 |
| 第六章 抑制催化层生物膜生长提高空气阴极长期稳定性的研究 | 第121-141页 |
| 6.1 阴极生物膜生长的抑制方法探索 | 第121-125页 |
| 6.1.1 抗菌剂的选择与添加方式 | 第121-122页 |
| 6.1.2 催化层添加抗菌剂对MFC产电性能的影响 | 第122-125页 |
| 6.2 恩诺沙星嵌入催化层抑制阴极生物膜生长的研究 | 第125-140页 |
| 6.2.1 恩诺沙星对阴极微生物生长的抑制效果 | 第126-128页 |
| 6.2.2 恩诺沙星对阴极氧气扩散的影响 | 第128-129页 |
| 6.2.3 恩诺沙星对空气阴极电化学性能稳定性的影响 | 第129-133页 |
| 6.2.4 恩诺沙星对阳极性能的影响 | 第133-134页 |
| 6.2.5 恩诺沙星对MFC长期产电性能的影响 | 第134-137页 |
| 6.2.6 阴极微生物种群的变化 | 第137页 |
| 6.2.7 催化层物理化学特性的变化 | 第137-140页 |
| 6.3 本章小结 | 第140-141页 |
| 第七章 结论与展望 | 第141-145页 |
| 7.1 结论 | 第141-143页 |
| 7.2 展望 | 第143-145页 |
| 参考文献 | 第145-155页 |
| 致谢 | 第155-157页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第157-159页 |
