| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-43页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第15-17页 |
| 1.1.1 水环境污染现状 | 第15-16页 |
| 1.1.2 污水的传统处理模式和污水资源化需求 | 第16-17页 |
| 1.2 微生物燃料电池技术简介 | 第17-20页 |
| 1.2.1 微生物燃料电池工作原理 | 第17-19页 |
| 1.2.2 微生物燃料电池研究历史 | 第19-20页 |
| 1.3 微生物燃料电池的产能机制 | 第20-27页 |
| 1.3.1 阳极菌胞外电子传递和电池能量获取 | 第22-25页 |
| 1.3.2 阳极电位控制和菌群能量获取 | 第25-27页 |
| 1.4 微生物燃料电池系统现有构型 | 第27-40页 |
| 1.4.1 H型构型 | 第27-29页 |
| 1.4.2 水平分层构型 | 第29-31页 |
| 1.4.3 管状构型 | 第31-34页 |
| 1.4.4 平板式构型 | 第34-37页 |
| 1.4.5 现有构型的放大潜力和缺陷 | 第37-40页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第40-43页 |
| 1.5.1 课题来源 | 第40页 |
| 1.5.2 研究目的和意义 | 第40-41页 |
| 1.5.3 研究内容 | 第41-43页 |
| 第2章 实验材料与方法 | 第43-56页 |
| 2.1 实验仪器与化学试剂 | 第43-44页 |
| 2.1.1 实验仪器 | 第43-44页 |
| 2.1.2 实验药品与材料 | 第44页 |
| 2.2 电极的制备和预处理 | 第44-46页 |
| 2.2.1 碳纤维刷阳极 | 第44-45页 |
| 2.2.2 空气阴极 | 第45-46页 |
| 2.3 MFC运行及测试反应器 | 第46-51页 |
| 2.3.1 立方体MFC反应器 | 第46页 |
| 2.3.2 可堆栈平推流MFC反应器 | 第46-47页 |
| 2.3.3 液相及气相压力测试反应器 | 第47-49页 |
| 2.3.4 电极分置插入式反应器 | 第49页 |
| 2.3.5 多模块插入式MFC反应器 | 第49-51页 |
| 2.4 测试方法 | 第51-56页 |
| 2.4.1 电化学性能测试方法 | 第51-53页 |
| 2.4.2 MFC调控与运行方法 | 第53-54页 |
| 2.4.3 其他表征测试方法 | 第54-56页 |
| 第3章 平推流平板式MFC构建与运行 | 第56-70页 |
| 3.1 引言 | 第56页 |
| 3.2 MFC反应器构型设计与性能 | 第56-66页 |
| 3.2.1 放大系统的结构设计 | 第56-59页 |
| 3.2.2 SHMFC的能量输出性能 | 第59-64页 |
| 3.2.3 SHMFC污染物去除性能 | 第64-66页 |
| 3.3 尺寸效应和大型化MFC的基本特征 | 第66-68页 |
| 3.4 大型化过程中影响因素总结 | 第68-69页 |
| 3.5 本章小结 | 第69-70页 |
| 第4章 两相压力不均对放大系统空气阴极的影响 | 第70-95页 |
| 4.1 引言 | 第70页 |
| 4.2 液相压力对空气阴极的影响 | 第70-79页 |
| 4.2.1 液相压力测试系统设计与构建 | 第70-72页 |
| 4.2.2 液相压力对阴极电化学性能的影响 | 第72-76页 |
| 4.2.3 液相压力压力对阴极的作用方式 | 第76-79页 |
| 4.3 气相压力对空气阴极的影响 | 第79-84页 |
| 4.3.1 气相压力测试系统设计与构建 | 第80-81页 |
| 4.3.2 气相压力对阴极电化学性能的影响 | 第81-84页 |
| 4.4 气液两相压力平衡状态对阴极的影响 | 第84-88页 |
| 4.4.1 两相压力平衡对阴极氧还原反应的影响 | 第85-86页 |
| 4.4.2 两相压力平衡对电池能量输出性能的影响 | 第86-88页 |
| 4.5 承压阴极空气腔室的氧浓度限制和能量衡算 | 第88-93页 |
| 4.5.1 空气侧氧分压对阴极性能的影响 | 第88-90页 |
| 4.5.2 构建承压阴极空气腔室的能量衡算 | 第90-93页 |
| 4.6 本章小结 | 第93-95页 |
| 第5章 电极分置的插入式MFC构建和运行 | 第95-123页 |
| 5.1 引言 | 第95页 |
| 5.2 插入式MFC构型设计与优化 | 第95-111页 |
| 5.2.1 电极分置的插入式MFC模块化设计 | 第95-97页 |
| 5.2.2 单模块系统的接种和驯化 | 第97-100页 |
| 5.2.3 支撑体结构对空气阴极性能的影响 | 第100-103页 |
| 5.2.4 单模块系统污水处理和能量回收性能 | 第103-108页 |
| 5.2.5 插入式构型对比优势和能量输出性能评价 | 第108-111页 |
| 5.3 模块化MFC的污水处理特性 | 第111-122页 |
| 5.3.1 不同HRT和电流密度下的COD去除性能 | 第112-114页 |
| 5.3.2 不同电流密度对COD降解反应速率的影响 | 第114-118页 |
| 5.3.3 停留时间对MFC能量输出性能的影响 | 第118-122页 |
| 5.4 本章小结 | 第122-123页 |
| 第6章 插入式多模块系统的构建与运行 | 第123-143页 |
| 6.1 引言 | 第123页 |
| 6.2 多模块堆栈系统的构建与调控 | 第123-128页 |
| 6.2.1 多模块堆栈系统、联接模式和电极组合形式设计 | 第123-126页 |
| 6.2.2 多模块堆栈系统运行和模块间联接方式 | 第126-128页 |
| 6.3 多模块联接模式和电极对组合方式的影响 | 第128-140页 |
| 6.3.1 联接模式对污水处理性能的影响 | 第128-131页 |
| 6.3.2 联接模式和电极组合方式对系统能量输出性能的影响 | 第131-137页 |
| 6.3.3 电极组合方式对阳极电子传递性能的影响 | 第137-140页 |
| 6.4 多模块MFC堆栈系统最优运行模式分析 | 第140-142页 |
| 6.5 本章小结 | 第142-143页 |
| 结论 | 第143-145页 |
| 创新点 | 第145页 |
| 展望 | 第145-146页 |
| 参考文献 | 第146-160页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第160-162页 |
| 致谢 | 第162-163页 |
| 个人简历 | 第163页 |
