| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-13页 |
| 中文部分 | 第13-91页 |
| 1 综述 | 第13-25页 |
| ·能源需求及MFC的发展 | 第13页 |
| ·微生物燃料电池的原理 | 第13-14页 |
| ·阳极电子传递机理 | 第14-15页 |
| ·微生物燃料电池的应用 | 第15-17页 |
| ·废水处理 | 第15-16页 |
| ·生物制氢 | 第16-17页 |
| ·生物传感器 | 第17页 |
| ·常用电极材料 | 第17-18页 |
| ·海底沉积物燃料电池 | 第18-22页 |
| ·概念 | 第18-19页 |
| ·BMFC的特点 | 第19-21页 |
| ·BMFC作为能源装置的应用实例 | 第21页 |
| ·需要解决的问题和挑战 | 第21-22页 |
| ·本课题研究的背景、内容和意义 | 第22-23页 |
| ·未来微生物燃料电池的发展 | 第23-25页 |
| 2 材料和研究方法介绍 | 第25-33页 |
| ·药品和材料 | 第25-26页 |
| ·仪器和设备 | 第26页 |
| ·BMFC研究的常用方法和原理 | 第26-33页 |
| ·输出电压 | 第26-27页 |
| ·微生物燃料电池的内阻 | 第27-28页 |
| ·线性扫描伏安法 | 第28-29页 |
| ·BMFC的电池极化曲线(放电曲线) | 第29-30页 |
| ·电极极化曲线 | 第30页 |
| ·功率密度曲线 | 第30-31页 |
| ·塔菲尔曲线 | 第31-33页 |
| 3 化学氧化改性石墨阳极对BMFC性能的影响 | 第33-66页 |
| ·引言 | 第33-35页 |
| ·电极的制作 | 第35-37页 |
| ·空白石墨阳极的制作 | 第35页 |
| ·酸性高锰酸钾改性阳极的制作 | 第35-36页 |
| ·浓硝酸改性阳极的制作 | 第36页 |
| ·浓硝酸与浓硫酸混合溶液改性石墨阳极的制作 | 第36页 |
| ·阴极的制作 | 第36-37页 |
| ·海底沉积物微生物燃料电池的实验室构建 | 第37-38页 |
| ·阳极表面特征分析 | 第38-39页 |
| ·阳极表面SEM形貌特征 | 第38页 |
| ·阳极表面润湿性分析 | 第38页 |
| ·阳极比表面积分析 | 第38-39页 |
| ·电极表面能谱分析 | 第39页 |
| ·BMFC电性能测试 | 第39-41页 |
| ·阳极开路电位测试 | 第39-40页 |
| ·BMFC的电池极化(放电)曲线 | 第40页 |
| ·BMFC的内阻分析 | 第40页 |
| ·阳极电位扫描测试 | 第40-41页 |
| ·功率密度曲线 | 第41页 |
| ·阳极塔菲尔曲线 | 第41页 |
| ·阳极表面微生物分析 | 第41-43页 |
| ·微生物涂布计数 | 第41-42页 |
| ·阳极附着微生物的荧光分析 | 第42页 |
| ·放电后阳极表面EDX分析 | 第42-43页 |
| ·结果和讨论 | 第43-62页 |
| ·阳极表面SEM形貌特征 | 第43-44页 |
| ·电极表面润湿性变化 | 第44-47页 |
| ·比表面积的变化 | 第47页 |
| ·阳极开路电位 | 第47-49页 |
| ·BMFC的极化(放电)曲线 | 第49-52页 |
| ·BMFC内阻分析 | 第52-53页 |
| ·阳极电位扫描曲线 | 第53-55页 |
| ·功率密度曲线 | 第55-57页 |
| ·塔菲尔曲线 | 第57-59页 |
| ·长期放电测试 | 第59-60页 |
| ·阳极表面微生物分析 | 第60-62页 |
| ·结果比较和综合分析 | 第62-65页 |
| ·小结 | 第65-66页 |
| 4 电极构型对BMFCs的性能影响研究 | 第66-79页 |
| ·引言 | 第66-67页 |
| ·材料和方法 | 第67-70页 |
| ·柱状电极与圆盘状电极的比较 | 第67页 |
| ·柱状与不同内径桶状电极的比较 | 第67-68页 |
| ·多孔状与平板状电极的比较 | 第68-69页 |
| ·三相阴极与平板阴极的比较 | 第69页 |
| ·分析测量和计算 | 第69-70页 |
| ·结果与讨论 | 第70-78页 |
| ·柱状电极与圆盘状电极的比较 | 第70-72页 |
| ·桶状电极与柱状电极的比较 | 第72-73页 |
| ·多孔状与平板状比较 | 第73-76页 |
| ·三相阴极与平板阴极的比较 | 第76-78页 |
| ·小结 | 第78-79页 |
| 5 结论 | 第79-81页 |
| ·主要结论 | 第79-80页 |
| ·电极表面化学改性 | 第79-80页 |
| ·电极构型的影响 | 第80页 |
| ·存在的问题及进一步研究的建议 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-88页 |
| 附录 | 第88-89页 |
| 致谢 | 第89-90页 |
| 个人简历 | 第90页 |
| 硕士期间发表的学术论文 | 第90-91页 |
| 英文部分 | 第91-194页 |
| Abstract | 第94-100页 |
| 1. Reviews | 第100-114页 |
| ·Energy needs and the development of the MFC | 第100-101页 |
| ·Principles of the MFC | 第101-102页 |
| ·Mechanisms of electron transfer | 第102-103页 |
| ·Application possibilities of the MFC | 第103-105页 |
| ·Wastewater treatment | 第103-104页 |
| ·Biological hydrogen production | 第104页 |
| ·Biosensor | 第104-105页 |
| ·Electrode materials | 第105-106页 |
| ·Benthic sediment microbial fuel cell | 第106-111页 |
| ·Definition of the benthic sediment microbial fuel cell | 第106-107页 |
| ·Characteristic of BMFC | 第107-109页 |
| ·Example for BMFC application in harvesting energy | 第109-110页 |
| ·Challenges | 第110-111页 |
| ·Background, contents and significance of the research | 第111-113页 |
| ·MFCs in the future | 第113-114页 |
| 2 Materials, methods and principles | 第114-124页 |
| ·Chemicals and materials | 第114-115页 |
| ·Instruments and equipments | 第115页 |
| ·Common methods and principles for the study of the BMFC | 第115-124页 |
| ·Output voltage | 第115-116页 |
| ·Internal resistance of the MFC | 第116-118页 |
| ·Linear sweep voltammetry | 第118-119页 |
| ·Polarization curves (discharge curve) of the BMFC | 第119-120页 |
| ·Polarization curves of the electrode | 第120-121页 |
| ·Power density curves | 第121-122页 |
| ·Tafel plot | 第122-124页 |
| 3 Effect of the chemical oxidation modification on the BMFC performance | 第124-167页 |
| ·Introduction | 第124-127页 |
| ·Electrode preparation | 第127-129页 |
| ·Preparation of control graphite anodes | 第127-128页 |
| ·Preparation of KMnO_4/H_2SO_4 solution modified anodes | 第128页 |
| ·Preparation of concentrated HNO_3 modified anodes | 第128-129页 |
| ·Preparation of concentrated H_2SO_4/HNO_3 Mixture (3:1) modified anodes | 第129页 |
| ·Preparation of cathodes | 第129页 |
| ·Construct of the BMFC in the laboratory | 第129-131页 |
| ·Surface characteristics of anode | 第131-133页 |
| ·Modified anodes morphological characterization by SEM | 第131页 |
| ·Wettability analysis of the anode surface | 第131页 |
| ·Specific surface analysis of the anode | 第131-132页 |
| ·Chemical analysis of anode surface with EDX | 第132-133页 |
| ·Performance test of BMFCs | 第133-136页 |
| ·Open circuit potential (OCP) of the anode | 第133-134页 |
| ·Polarization curves (discharge curve) of the BMFCs | 第134页 |
| ·Internal resistance of the BMFC | 第134页 |
| ·Potential sweep tests of the anodes | 第134-135页 |
| ·Power density curves | 第135页 |
| ·Tafel plot of the anodes | 第135-136页 |
| ·Analysis of the bacterial on the anode surface | 第136-138页 |
| ·Quantitative analysis of bacteria by plating | 第136页 |
| ·Anode bacterial colonization study with FM | 第136-137页 |
| ·EDX analyses of the anodes after discharge | 第137-138页 |
| ·Results and discussion | 第138-162页 |
| ·SEM analysis of anode surface morphology | 第138-139页 |
| ·Wettability of the anode surface | 第139-142页 |
| ·Change of anode specific surface | 第142-143页 |
| ·Open circuit potential of different anodes | 第143-145页 |
| ·Polarization curves (discharge curve) of the BMFC | 第145-148页 |
| ·Analysis of BMFC internal resistance | 第148-150页 |
| ·Potential sweep tests of the anodes | 第150-153页 |
| ·Power density curves | 第153-155页 |
| ·Tafel curves | 第155-158页 |
| ·Long time constant load testing | 第158-159页 |
| ·Analysis of the bacterial on the anode surface | 第159-162页 |
| ·Results comparison and comprehensive analysis | 第162-166页 |
| ·Conclusions | 第166-167页 |
| 4 Effect of Electrode Shape on the Performance of BMFC | 第167-182页 |
| ·Introduction | 第167-168页 |
| ·Materials and methods | 第168-172页 |
| ·Column electrode vs. disk electrode | 第168页 |
| ·Column electrode vs. tubby electrode | 第168-169页 |
| ·Porous electrode vs. plane electrode | 第169-170页 |
| ·Three-phase cathode vs. plane cathode | 第170-171页 |
| ·Analytical measurements and calculations | 第171-172页 |
| ·Results and discussion | 第172-181页 |
| ·Comparison of column electrode and disk electrode | 第172-173页 |
| ·Comparison of column electrode and tubby electrode | 第173-176页 |
| ·Comparison of porous electrode and plane electrode | 第176-179页 |
| ·Comparison of three-phase cathode and plane cathode | 第179-181页 |
| ·Conclusions | 第181-182页 |
| 5 Conclusions | 第182-185页 |
| ·Main Conclusions | 第182-184页 |
| ·Chemical oxidation modification of the anode | 第182-183页 |
| ·Effect of the electrode shape | 第183-184页 |
| ·Problems for the future research | 第184-185页 |
| References | 第185-192页 |
| Appendix | 第192-193页 |
| Acknowledgements | 第193-194页 |
| Articles | 第194页 |
