| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第16-40页 |
| 1.1 课题背景 | 第16-17页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第16页 |
| 1.1.2 研究背景 | 第16-17页 |
| 1.2 微生物燃料电池 | 第17-30页 |
| 1.2.1 微生物燃料电池的发展历程 | 第17-18页 |
| 1.2.2 微生物燃料电池的原理 | 第18-19页 |
| 1.2.3 阳极电化学活性微生物 | 第19-21页 |
| 1.2.4 阴极电化学活性微生物 | 第21-27页 |
| 1.2.5 电子传递机制 | 第27-30页 |
| 1.3 微生物燃料电池与其他技术的耦合 | 第30-33页 |
| 1.3.1 微生物电解池 | 第30-31页 |
| 1.3.2 微生物反向电渗析电池 | 第31-32页 |
| 1.3.3 微生物脱盐电池 | 第32-33页 |
| 1.4 太阳能在微生物燃料电池中的利用 | 第33-38页 |
| 1.4.1 光合作用在微生物燃料电池中的应用 | 第33-35页 |
| 1.4.2 光催化半导体材料在微生物燃料电池中的应用 | 第35-38页 |
| 1.5 主要研究内容与技术路线 | 第38-40页 |
| 1.5.1 主要研究内容 | 第38页 |
| 1.5.2 技术路线 | 第38-40页 |
| 第2章 实验材料与方法 | 第40-56页 |
| 2.1 实验试剂与仪器 | 第40-42页 |
| 2.2 电极的制备方法 | 第42-43页 |
| 2.2.1 铂碳阴极 | 第42-43页 |
| 2.2.2 TiO_2电极 | 第43页 |
| 2.3 实验装置的构建与运行条件 | 第43-47页 |
| 2.3.1 双室硝化型生物阴极微生物燃料电池 | 第43-44页 |
| 2.3.2 双室同步碳氮去除生物阴极微生物燃料电池 | 第44-45页 |
| 2.3.3 双室生物阴极–光催化燃料电池 | 第45-46页 |
| 2.3.4 三室光催化电池–微生物燃料电池复合系统 | 第46-47页 |
| 2.4 电池性能评价及计算 | 第47-50页 |
| 2.4.1 电压与电位采集 | 第47-48页 |
| 2.4.2 极化曲线与功率密度 | 第48-49页 |
| 2.4.3 库伦效率 | 第49-50页 |
| 2.5 水质分析方法 | 第50-51页 |
| 2.5.1 常规水质分析方法 | 第50页 |
| 2.5.2 甲基橙浓度测定 | 第50-51页 |
| 2.5.3 溶解氧的测定 | 第51页 |
| 2.6 电化学测试方法 | 第51-53页 |
| 2.6.1 电化学测试体系 | 第51-52页 |
| 2.6.2 循环伏安法(CV) | 第52页 |
| 2.6.3 线性扫描伏安法(LSV) | 第52-53页 |
| 2.6.4 交流阻抗(EIS) | 第53页 |
| 2.6.5 塔菲尔(Tafel)曲线分析 | 第53页 |
| 2.6.6 扫描电子显微镜(SEM) | 第53页 |
| 2.7 微生物学方法 | 第53-56页 |
| 2.7.1 磷酸盐缓冲溶液及微量元素的添加 | 第53-54页 |
| 2.7.2 细菌DNA的提取 | 第54-55页 |
| 2.7.3 16S rDNA基因文库构建方法 | 第55-56页 |
| 第3章 硝化型生物阴极的性能与催化机理 | 第56-75页 |
| 3.1 引言 | 第56页 |
| 3.2 硝化型生物阴极微生物燃料电池的启动与运行 | 第56-57页 |
| 3.3 硝化型生物阴极微生物燃料电池的产能 | 第57-59页 |
| 3.3.1 硝化型生物阴极微生物燃料电池的电压 | 第57-58页 |
| 3.3.2 硝化型生物阴极微生物燃料电池的功率输出 | 第58-59页 |
| 3.4 硝化型生物阴极MFC对污染物的去除 | 第59-61页 |
| 3.5 硝化型生物阴极的电化学特性 | 第61-66页 |
| 3.5.1 生物阴极的Tafel曲线分析 | 第61-62页 |
| 3.5.2 生物阴极的CV分析 | 第62-63页 |
| 3.5.3 生物阴极的EIS分析 | 第63-65页 |
| 3.5.4 生物阴极的生物相观察 | 第65-66页 |
| 3.6 硝化型生物阴极氧气还原反应与代谢活性的作用关系 | 第66-73页 |
| 3.6.1 NaHCO_3初始浓度对阴极氧气还原反应与硝化速率的影响 | 第67-69页 |
| 3.6.2 NH_4Cl初始浓度对阴极氧气还原反应与硝化速率的影响 | 第69-70页 |
| 3.6.3 外电路对阴极氧气还原反应与硝化速率的影响 | 第70-71页 |
| 3.6.4 不同培养条件下的微生物群落 | 第71-73页 |
| 3.7 本章小结 | 第73-75页 |
| 第4章 生物阴极微生物燃料电池同步碳氮去除的研究 | 第75-91页 |
| 4.1 引言 | 第75页 |
| 4.2 同步碳氮去除微生物燃料电池的启动过程 | 第75-76页 |
| 4.3 离子交换膜对同步碳氮去除微生物燃料电池性能的影响 | 第76-82页 |
| 4.3.1 离子交换膜对碳氮去除效率的影响 | 第76-79页 |
| 4.3.2 离子交换膜对功率密度的影响 | 第79-82页 |
| 4.4 曝气量对同步碳氮去除微生物燃料电池性能的影响 | 第82-86页 |
| 4.4.1 曝气速率对碳氮去除效果的影响 | 第82-85页 |
| 4.4.2 曝气速率对功率密度的影响 | 第85-86页 |
| 4.5 COD/TN对同步碳氮去除微生物燃料电池性能的影响 | 第86-89页 |
| 4.5.1 COD/TN对碳氮去除效果的影响 | 第86-88页 |
| 4.5.2 COD/TN对功率密度的影响 | 第88-89页 |
| 4.6 本章小结 | 第89-91页 |
| 第5章 生物阴极–光催化燃料电池的构建与性能评价 | 第91-106页 |
| 5.1 引言 | 第91页 |
| 5.2 电极的制备与表征 | 第91-92页 |
| 5.2.1 TiO_2电极 | 第91-92页 |
| 5.2.2 生物阴极的启动与铂碳阴极的制备 | 第92页 |
| 5.3 生物阴极–光催化燃料电池的性能评价 | 第92-102页 |
| 5.3.1 污染物降解 | 第92-94页 |
| 5.3.2 电压和极化曲线 | 第94-97页 |
| 5.3.3 EIS分析 | 第97-99页 |
| 5.3.4 稳定性分析 | 第99-101页 |
| 5.3.5 工作原理 | 第101-102页 |
| 5.4 光催化阳极运行参数对Bio-PEC产电性能的影响 | 第102-105页 |
| 5.4.1 污染物种类的影响 | 第102-103页 |
| 5.4.2 pH值的影响 | 第103页 |
| 5.4.3 电导率的影响 | 第103-104页 |
| 5.4.4 气体氛围的影响 | 第104-105页 |
| 5.5 本章小结 | 第105-106页 |
| 第6章 光催化电池与微生物燃料电池的耦合模式与作用机制 | 第106-121页 |
| 6.1 复合阴极光催化–微生物燃料电池 | 第106-111页 |
| 6.1.1 复合阴极光催化–微生物燃料电池的构建 | 第106-107页 |
| 6.1.2 电子流向 | 第107-108页 |
| 6.1.3 Pt/C-PEC的污染物降解 | 第108-109页 |
| 6.1.4 Pt/C-MFC的功率密度 | 第109-111页 |
| 6.2 复合阳极光催化–微生物燃料电池 | 第111-120页 |
| 6.2.1 复合阳极光催化–微生物燃料电池的构建 | 第111-112页 |
| 6.2.2 Pt/C-MFC功率密度的变化 | 第112-114页 |
| 6.2.3 Pt/C-PEC性能的变化 | 第114-115页 |
| 6.2.4 Pt/C-MFC与Pt/C-PEC的产能差异 | 第115-117页 |
| 6.2.5 复合阳极的耦合模式对生物阴极性能的提高 | 第117-120页 |
| 6.3 本章小结 | 第120-121页 |
| 结论 | 第121-124页 |
| 结论 | 第121-122页 |
| 创新点 | 第122页 |
| 展望 | 第122-124页 |
| 参考文献 | 第124-138页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第138-141页 |
| 致谢 | 第141-142页 |
| 个人简历 | 第142页 |
