| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第16-42页 |
| 1.1 课题背景 | 第16-21页 |
| 1.1.1 国内外能源发展现状 | 第16-18页 |
| 1.1.2 废物的能源化技术 | 第18-19页 |
| 1.1.3 重金属废水的污染及治理 | 第19-21页 |
| 1.2 微生物电化学系统的发展及工作原理 | 第21-25页 |
| 1.2.1 发展历程 | 第21-23页 |
| 1.2.2 基本原理和结构 | 第23页 |
| 1.2.3 微生物电子转移机制 | 第23-25页 |
| 1.3 微生物电化学系统的材料和构型 | 第25-31页 |
| 1.3.1 阳极材料 | 第25-27页 |
| 1.3.2 阴极材料 | 第27-29页 |
| 1.3.3 膜材料 | 第29-30页 |
| 1.3.4 反应器构型 | 第30-31页 |
| 1.4 微生物电化学系统的应用领域 | 第31-37页 |
| 1.4.1 BES系统在废水处理与同步产电中的应用 | 第31-33页 |
| 1.4.2 产氢的应用 | 第33页 |
| 1.4.3 BES系统在土壤修复中的应用 | 第33-34页 |
| 1.4.4 生物传感器 | 第34页 |
| 1.4.5 BES系统在海水淡化中的应用 | 第34-37页 |
| 1.5 电容去离子技术概述 | 第37-39页 |
| 1.5.1 CDI技术的原理 | 第37-38页 |
| 1.5.2 CDI技术的研究现状 | 第38-39页 |
| 1.5.3 CDI技术同BES系统的联用工艺 | 第39页 |
| 1.6 研究内容与技术路线 | 第39-42页 |
| 1.6.1 研究意义 | 第39-40页 |
| 1.6.2 研究内容与技术路线 | 第40-42页 |
| 第2章 实验材料与方法 | 第42-57页 |
| 2.1 实验材料 | 第42-43页 |
| 2.1.1 BES的电极材料 | 第42页 |
| 2.1.2 膜材料 | 第42页 |
| 2.1.3 CDI电极的制备 | 第42-43页 |
| 2.2 实验药剂与仪器 | 第43-45页 |
| 2.2.1 实验药品 | 第43-44页 |
| 2.2.2 实验仪器 | 第44-45页 |
| 2.3 接种污泥、阳极培养液和阴极电解液 | 第45-46页 |
| 2.3.1 接种污泥 | 第45页 |
| 2.3.2 阳极培养液 | 第45页 |
| 2.3.3 阴极电解液 | 第45-46页 |
| 2.4 实验装置 | 第46-50页 |
| 2.4.1 MFC利用重金属废水产电的装置 | 第46-47页 |
| 2.4.2 MDC利用重金属废水产电、脱盐的装置 | 第47-48页 |
| 2.4.3 BES系统驱动CDI吸附重金属离子的装置 | 第48-49页 |
| 2.4.4 实验用水 | 第49-50页 |
| 2.5 分析和测试方法 | 第50-52页 |
| 2.5.1 挥发酸（VFA）浓度的测定 | 第50页 |
| 2.5.2 Cr(Ⅵ)、总Cr和Cu(Ⅱ)浓度的测定 | 第50页 |
| 2.5.3 阳极电极微生物形态的观测 | 第50-51页 |
| 2.5.4 阴极电极表面沉积物SEM-EDS、XPS分析 | 第51页 |
| 2.5.5 电化学极谱（EIS）分析 | 第51页 |
| 2.5.6 比表面积及孔隙分布测定 | 第51页 |
| 2.5.7 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析 | 第51-52页 |
| 2.5.8 润湿角测定 | 第52页 |
| 2.5.9 电导率的测定 | 第52页 |
| 2.6 计算方法 | 第52-57页 |
| 2.6.1 电压与电流 | 第52-53页 |
| 2.6.2 输出功率密度 | 第53页 |
| 2.6.3 BES系统的内阻和极化曲线 | 第53-54页 |
| 2.6.4 恒电流充放电测试 | 第54页 |
| 2.6.5 库伦效率 | 第54-55页 |
| 2.6.6 脱盐效率和脱盐速率 | 第55页 |
| 2.6.7 电吸附量和解吸速率 | 第55-57页 |
| 第3章 微生物燃料电池利用铜、铬的产电特性研究 | 第57-83页 |
| 3.1 引言 | 第57页 |
| 3.2 微生物燃料电池利用铜的产电性能研究 | 第57-66页 |
| 3.2.1 微生物燃料电池的配制及启动特性 | 第57-59页 |
| 3.2.2 微生物燃料电池的产电性效能研究 | 第59-63页 |
| 3.2.3 微生物燃料电池的阴极效能研究 | 第63-65页 |
| 3.2.4 稳定运行条件下MFC的产电性能 | 第65-66页 |
| 3.3 微生物燃料电池利用铬产电的性能研究 | 第66-72页 |
| 3.3.1 除铬微生物燃料电池启动特性 | 第66-67页 |
| 3.3.2 微生物燃料电池的产电效能研究 | 第67-69页 |
| 3.3.3 微生物燃料电池的阴极效能研究 | 第69-71页 |
| 3.3.4 稳定运行条件下MFC的产电性能 | 第71-72页 |
| 3.4 生物阴极微生物燃料电池利用铬强化产电的性能研究 | 第72-81页 |
| 3.4.1 生物阴极微生物燃料电池的启动特性 | 第73-74页 |
| 3.4.2 生物阴极MFC产电与阴极效能研究 | 第74-77页 |
| 3.4.3 稳定运行条件下生物阴极除Cr的MFC的产电性能 | 第77-78页 |
| 3.4.4 生物阴极内微生物群落结构特征分析 | 第78-81页 |
| 3.5 本章小结 | 第81-83页 |
| 第4章 微生物脱盐燃料电池利用铜、铬强化产电特性的研究 | 第83-105页 |
| 4.1 引言 | 第83页 |
| 4.2 三室微生物脱盐燃料电池利用铬强化产电性能的研究 | 第83-93页 |
| 4.2.1 三室微生物脱盐燃料电池的配制及启动特性 | 第83-84页 |
| 4.2.2 三室微生物脱盐燃料电池的产电效能研究 | 第84-87页 |
| 4.2.3 三室微生物脱盐燃料电池的脱盐效能研究 | 第87-89页 |
| 4.2.4 三室微生物脱盐燃料电池的阴极效能研究 | 第89-91页 |
| 4.2.5 三室微生物脱盐燃料电池长期运行的性能研究 | 第91-93页 |
| 4.3 四室微生物脱盐燃料电池利用铜强化产电性能的研究 | 第93-99页 |
| 4.3.1 四室微生物脱盐燃料电池的配制及启动特性 | 第93页 |
| 4.3.2 四室微生物脱盐燃料电池的产电效能研究 | 第93-95页 |
| 4.3.3 四室微生物脱盐燃料电池的脱盐效能研究 | 第95-97页 |
| 4.3.4 四室微生物脱盐燃料电池的阴极效能研究 | 第97-98页 |
| 4.3.5 稳定运行条件下四室MDC的产电性能 | 第98-99页 |
| 4.4 微生物脱盐燃料电池中的重金属转化途径与产物分析 | 第99-102页 |
| 4.4.1 Cu(Ⅱ)的转化途径与最终产物分析 | 第99-100页 |
| 4.4.2 Cr(Ⅵ)的转化途径与最终产物分析 | 第100-102页 |
| 4.5 MFC与FMDC的内阻比较 | 第102-103页 |
| 4.6 本章小结 | 第103-105页 |
| 第5章 微生物电化学系统产电驱动CDI吸附的特性研究 | 第105-126页 |
| 5.1 引言 | 第105页 |
| 5.2 粉末活性炭CDI电极的物化性质研究 | 第105-109页 |
| 5.2.1 CDI电极的结构特性 | 第105-107页 |
| 5.2.2 CDI电极的表面特性 | 第107-108页 |
| 5.2.3 CDI电极的电化学特性 | 第108-109页 |
| 5.3 直流稳压供电驱动CDI电极吸附铜的性能研究 | 第109-112页 |
| 5.3.1 电压对CDI吸附铜效果的影响 | 第109-110页 |
| 5.3.2 p H对CDI吸附铜效果的影响 | 第110-111页 |
| 5.3.3 初始浓度对CDI吸附铜效果的影响 | 第111-112页 |
| 5.4 MFC产电驱动CDI处理含铜废水效能研究 | 第112-121页 |
| 5.4.1 MFC作为供电电源产电性能研究 | 第112-113页 |
| 5.4.2 直流电与MFC供电模式下CDI除铜效能对比研究 | 第113-115页 |
| 5.4.3 不同共存离子对MFC驱动CDI除铜效能的影响 | 第115-117页 |
| 5.4.4 多组MFC联合供电方式对CDI除铜效能的影响 | 第117-119页 |
| 5.4.5 吸附前后的电极表面分析 | 第119-121页 |
| 5.5 MFC驱动CDI吸附铜的动力学过程研究 | 第121-125页 |
| 5.5.1 吸附动力学研究 | 第121-123页 |
| 5.5.2 吸附等温线研究 | 第123-125页 |
| 5.6 本章小结 | 第125-126页 |
| 结论 | 第126-128页 |
| 参考文献 | 第128-140页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第140-142页 |
| 致谢 | 第142-144页 |
| 个人简历 | 第144页 |
