| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第20-58页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第20-21页 |
| 1.2 MFC工作原理 | 第21-40页 |
| 1.2.1 胞外电子传递机理 | 第24-27页 |
| 1.2.2 电化学热力学原理 | 第27-30页 |
| 1.2.3 生物膜内质量传输 | 第30-38页 |
| 1.2.4 电化学损失 | 第38-40页 |
| 1.3 阳极材料的研究进展 | 第40-44页 |
| 1.3.1 块状无孔电极 | 第40页 |
| 1.3.2 颗粒填充多孔电极 | 第40-42页 |
| 1.3.3 纤维多孔电极 | 第42-43页 |
| 1.3.4 网状大孔电极 | 第43-44页 |
| 1.4 阳极生物膜的研究进展 | 第44-49页 |
| 1.4.1 传统生物膜 | 第44页 |
| 1.4.2 电活性生物膜 | 第44-46页 |
| 1.4.3 生物膜内部的传输 | 第46-47页 |
| 1.4.4 微电极的使用 | 第47-49页 |
| 1.5 运行参数对生物膜性能的影响 | 第49-55页 |
| 1.5.1 极化电势 | 第49-50页 |
| 1.5.2 pH值 | 第50-53页 |
| 1.5.3 水力条件 | 第53-54页 |
| 1.5.4 其它参数 | 第54-55页 |
| 1.6 存在问题 | 第55-56页 |
| 1.7 本论文的主要研究内容和创新点 | 第56-58页 |
| 1.7.1 主要研究内容 | 第56-57页 |
| 1.7.2 主要创新点 | 第57-58页 |
| 第2章 碳纳米材料修饰MFC大孔阳极性能的研究 | 第58-72页 |
| 2.1 引言 | 第58-60页 |
| 2.2 材料与方法 | 第60-62页 |
| 2.2.1 试剂与材料 | 第60页 |
| 2.2.2 GN/SSFF电极的制备 | 第60-61页 |
| 2.2.3 MFC的接种 | 第61页 |
| 2.2.4 MFC构型及其运行 | 第61-62页 |
| 2.2.5 性能表征 | 第62页 |
| 2.3 结果与分析 | 第62-71页 |
| 2.3.1 电极形貌分析 | 第62-63页 |
| 2.3.2 电压曲线 | 第63-65页 |
| 2.3.3 功率密度曲线 | 第65-68页 |
| 2.3.4 循环伏安特性分析 | 第68-69页 |
| 2.3.5 阻抗谱分析 | 第69-71页 |
| 2.4 小结 | 第71-72页 |
| 第3章 聚苯胺修饰MFC阳极性能的研究 | 第72-84页 |
| 3.1 引言 | 第72-73页 |
| 3.2 材料与方法 | 第73-75页 |
| 3.2.1 试剂与材料 | 第73-74页 |
| 3.2.2 PANI/SSFF电极的制备 | 第74页 |
| 3.2.3 MFC的接种 | 第74页 |
| 3.2.4 MFC的运行 | 第74-75页 |
| 3.2.5 性能表征 | 第75页 |
| 3.3 结果与分析 | 第75-82页 |
| 3.3.1 PANI的形成过程 | 第75-76页 |
| 3.3.2 PANI/SSFF形貌分析 | 第76-77页 |
| 3.3.3 聚合圈数对MFC性能的影响 | 第77-80页 |
| 3.3.4 合成方法对MFC性能的影响 | 第80-82页 |
| 3.4 小结 | 第82-84页 |
| 第4章 电化学法制备大孔石墨烯改性阳极 | 第84-102页 |
| 4.1 引言 | 第84-85页 |
| 4.2 材料与方法 | 第85-88页 |
| 4.2.1 试剂与材料 | 第85页 |
| 4.2.2 rGO/SSFF电极的制备 | 第85-87页 |
| 4.2.3 MFC的接种 | 第87页 |
| 4.2.4 MFC的运行 | 第87页 |
| 4.2.5 性能表征 | 第87-88页 |
| 4.3 结果与分析 | 第88-100页 |
| 4.3.1 恒电位法还原GO | 第88-89页 |
| 4.3.2 GO/SSFF和rGO/SSFF性能的对比 | 第89-92页 |
| 4.3.3 拉曼光谱 | 第92-93页 |
| 4.3.4 电镜扫描 | 第93-94页 |
| 4.3.5 电流密度曲线 | 第94-95页 |
| 4.3.6 阳极和阴极电位曲线 | 第95-97页 |
| 4.3.7 功率密度曲线 | 第97页 |
| 4.3.8 生物阳极的CV性能 | 第97-99页 |
| 4.3.9 重复实验组 | 第99-100页 |
| 4.4 小结 | 第100-102页 |
| 第5章 石墨烯纸作为MFC阳极性能的研究 | 第102-110页 |
| 5.1 引言 | 第102-103页 |
| 5.2 材料与方法 | 第103-105页 |
| 5.2.1 试剂与材料 | 第103页 |
| 5.2.2 GOpaper和rGOpaper的制备 | 第103-104页 |
| 5.2.3 MFC接种与运行 | 第104页 |
| 5.2.4 性能表征 | 第104-105页 |
| 5.3 结论与讨论 | 第105-109页 |
| 5.3.1 电极形貌表征 | 第105-106页 |
| 5.3.2 电极结构表征 | 第106-107页 |
| 5.3.3 电压和电流曲线 | 第107-108页 |
| 5.3.4 CV曲线 | 第108-109页 |
| 5.4 小结 | 第109-110页 |
| 第6章 阳极生物膜内电荷和质量传递阻抗 | 第110-120页 |
| 6.1 引言 | 第110-111页 |
| 6.2 材料与方法 | 第111-112页 |
| 6.2.1 半电池的构造 | 第111页 |
| 6.2.2 极化电位的选择 | 第111-112页 |
| 6.2.3 接种与运行 | 第112页 |
| 6.2.4 电化学测试 | 第112页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第112-118页 |
| 6.3.1 电流密度曲线 | 第112-113页 |
| 6.3.2 电化学阻抗谱 | 第113-116页 |
| 6.3.3 循环伏安曲线 | 第116-118页 |
| 6.4 小结 | 第118-120页 |
| 第7章 电活性生物膜内pH值的分布 | 第120-144页 |
| 7.1 引言 | 第120-122页 |
| 7.2 材料与方法 | 第122-127页 |
| 7.2.1 半电池的构造 | 第122-123页 |
| 7.2.2 pH微电极系统 | 第123-126页 |
| 7.2.3 pH微电极测试 | 第126-127页 |
| 7.3 结论与讨论 | 第127-142页 |
| 7.3.1 阳极生物膜生长 | 第127-129页 |
| 7.3.2 pH-深度分布曲线 | 第129-134页 |
| 7.3.3 生物膜底部pH值变化 | 第134-136页 |
| 7.3.4 主体溶液pH值变化 | 第136页 |
| 7.3.5 生物膜底部与主体溶液之间的pH差值 | 第136-137页 |
| 7.3.6 循环伏安特性 | 第137-140页 |
| 7.3.7 缓冲溶液浓度对阳极生物膜的影响 | 第140-142页 |
| 7.4 小结 | 第142-144页 |
| 第8章 阳极电活性生物膜厚度 | 第144-158页 |
| 8.1 引言 | 第144-146页 |
| 8.2 材料与方法 | 第146页 |
| 8.3 结论与讨论 | 第146-156页 |
| 8.3.1 分层生物膜概念模型的引入 | 第146-147页 |
| 8.3.2 质子在电活性生物膜内的传递方式 | 第147-152页 |
| 8.3.3 电活性生物膜厚度的变化 | 第152-154页 |
| 8.3.4 生物膜内平均pH值的变化 | 第154-156页 |
| 8.4 小结 | 第156-158页 |
| 结论与展望 | 第158-160页 |
| 参考文献 | 第160-172页 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 | 第172-174页 |
| 致谢 | 第174页 |