| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-47页 |
| 1.1 能源危机与污染物能源化处理 | 第17-23页 |
| 1.1.1 能源危机 | 第17-19页 |
| 1.1.2 水资源污染现状 | 第19-21页 |
| 1.1.3 污水资源化与能源化理念与策略 | 第21-23页 |
| 1.2 基于TiO_2的光催化技术 | 第23-31页 |
| 1.2.1 TiO_2理化性质与制备 | 第23-24页 |
| 1.2.2 TiO_2光催化机理 | 第24-26页 |
| 1.2.3 TiO_2纳米管阵列性能的提高 | 第26-31页 |
| 1.2.4 TiO_2在环境能源中的应用 | 第31页 |
| 1.3 光催化燃料电池技术 | 第31-42页 |
| 1.3.1 光电现象的发现 | 第32-33页 |
| 1.3.2 发展历程和研究现状 | 第33-34页 |
| 1.3.3 基本结构和工作原理 | 第34-37页 |
| 1.3.4 材料与功能 | 第37-39页 |
| 1.3.5 设计与运行模式 | 第39-42页 |
| 1.4 目前需要解决的问题 | 第42-43页 |
| 1.5 课题研究的背景、目的和意义 | 第43-44页 |
| 1.6 课题的主要研究内容 | 第44-47页 |
| 1.6.1 研究内容 | 第44-45页 |
| 1.6.2 技术路线 | 第45-47页 |
| 第2章 实验材料与方法 | 第47-65页 |
| 2.1 实验仪器与化学试剂 | 第47-49页 |
| 2.1.1 实验仪器 | 第47-48页 |
| 2.1.2 实验药品 | 第48页 |
| 2.1.3 主要材料和仪器设备参数 | 第48-49页 |
| 2.2 纳米TiO_2催化剂及改性方法 | 第49-54页 |
| 2.2.1 纳米TiO_2催化剂的制备 | 第49-51页 |
| 2.2.2 Ag/纳米TiO_2催化剂的制备 | 第51-52页 |
| 2.2.3 氧还原空气阴极的制备 | 第52页 |
| 2.2.4 生物阴极的制备及培养 | 第52-54页 |
| 2.3 制备材料的表征和分析 | 第54-56页 |
| 2.3.1 表观形貌分析 | 第54页 |
| 2.3.2 晶型结构分析 | 第54页 |
| 2.3.3 元素组成及价态分析 | 第54-55页 |
| 2.3.4 透射电镜分析 | 第55页 |
| 2.3.5 光致发光光谱 | 第55-56页 |
| 2.4 光催化降解污染物的选择和测定 | 第56-58页 |
| 2.4.1 模型污染物的选择 | 第56页 |
| 2.4.2 RhB标准曲线 | 第56-57页 |
| 2.4.3 光催化降解性能测试 | 第57-58页 |
| 2.5 电池性能评价及计算 | 第58-61页 |
| 2.5.1 电压与电位采集 | 第58-59页 |
| 2.5.2 极化曲线与功率密度 | 第59-60页 |
| 2.5.3 占空率 | 第60-61页 |
| 2.6 电化学测试方法 | 第61-62页 |
| 2.6.1 线性扫描伏安法 | 第61-62页 |
| 2.6.2 循环伏安法 | 第62页 |
| 2.6.3 交流阻抗 | 第62页 |
| 2.7 微生物学测试方法 | 第62-64页 |
| 2.7.1 阴极表面微生物形貌分析 | 第62-63页 |
| 2.7.2 阴极产电菌的DNA提取 | 第63页 |
| 2.7.3 焦磷酸测序与群落分类 | 第63-64页 |
| 2.8 水质分析方法 | 第64-65页 |
| 2.8.1 盐溶液中Na~+和Cl~-的测定 | 第64页 |
| 2.8.2 水中氨氮、亚硝态氮及硝态氮的测定 | 第64-65页 |
| 第3章 三维钛网基TiO_2纳米管光阳极制备与光电催化性能 | 第65-84页 |
| 3.1 引言 | 第65页 |
| 3.2 钛网基底前处理 | 第65-67页 |
| 3.3 三维刺状TiO_2纳米管阵列的制备及表征 | 第67-71页 |
| 3.3.1 纳米TiO_2催化剂的制备 | 第67-68页 |
| 3.3.2 刺状TiO_2的微观形貌分析 | 第68页 |
| 3.3.3 刺状TiO_2的晶型结构分析 | 第68-70页 |
| 3.3.4 刺状TiO_2的光电催化性能分析 | 第70页 |
| 3.3.5 稳定性分析 | 第70-71页 |
| 3.4 三维银改性刺状TiO_2纳米管阵列的制备及表征 | 第71-80页 |
| 3.4.1 银改性刺状TiO_2纳米管阵列的制备 | 第71-72页 |
| 3.4.2 前驱液浓度对刺状Ag/TiO_2光催化特性的影响 | 第72-73页 |
| 3.4.3 煅烧对刺状Ag/TiO_2晶形的影响 | 第73页 |
| 3.4.4 刺状Ag/TiO_2材料的微观形貌 | 第73-74页 |
| 3.4.5 刺状Ag/TiO_2材料组成及元素价态的分析 | 第74-76页 |
| 3.4.6 刺状Ag/TiO_2的光吸收性能分析 | 第76-78页 |
| 3.4.7 刺状Ag/TiO_2的光致发光特性分析 | 第78-79页 |
| 3.4.8 刺状Ag/TiO_2的光电化学特性分析 | 第79-80页 |
| 3.5 分散式固定催化剂反应体系构建 | 第80-82页 |
| 3.6 本章小结 | 第82-84页 |
| 第4章 利用盐差能辅助强化光阳极性能 | 第84-98页 |
| 4.1 引言 | 第84-85页 |
| 4.2 系统设计 | 第85页 |
| 4.3 光催化降解RhB效能 | 第85-87页 |
| 4.4 对不同中间室盐浓度下系统产能状况的分析 | 第87-91页 |
| 4.4.1 输出电压及阴阳极电势 | 第87-89页 |
| 4.4.2 占空率 | 第89-90页 |
| 4.4.3 极化曲线和输出功率 | 第90-91页 |
| 4.5 系统长期运行效能分析 | 第91-94页 |
| 4.5.1 长期运行下的输出电压及电极电势 | 第92-93页 |
| 4.5.2 长期运行中盐溶液浓度变化 | 第93-94页 |
| 4.5.3 长期运行下阳极室pH变化及对系统性能的影响 | 第94页 |
| 4.6 系统运行原理分析 | 第94-96页 |
| 4.7 本章小结 | 第96-98页 |
| 第5章 基于电容电路的电能原位利用模式强化光阳极性能 | 第98-109页 |
| 5.1 引言 | 第98页 |
| 5.2 系统设计和运行 | 第98-101页 |
| 5.3 系统对RhB降解效能 | 第101-103页 |
| 5.4 不同T_S条件下系统产电效能 | 第103-106页 |
| 5.4.1 不同T_S条件下的充放电电压 | 第104-105页 |
| 5.4.2 不同T_S下的电流和功率输出 | 第105-106页 |
| 5.5 ACD模式在PFC效能提高中的增强效应机制 | 第106-108页 |
| 5.6 本章小结 | 第108-109页 |
| 第6章 生物阴极驱动对光阳极性能的影响 | 第109-122页 |
| 6.1 引言 | 第109-110页 |
| 6.2 系统设计与运行 | 第110-111页 |
| 6.3 Ag/TiO_2光阳极和生物阴极的制备 | 第111页 |
| 6.3.1 Ag/TiO_2光阳极的制备 | 第111页 |
| 6.3.2 生物阴极的制备 | 第111页 |
| 6.4 Bio-PFC系统效能 | 第111-113页 |
| 6.4.1 系统的产电效能 | 第111-113页 |
| 6.4.2 RhB的降解效能 | 第113页 |
| 6.5 阴极性能及细菌生物群落 | 第113-120页 |
| 6.5.1 微生物群落分析 | 第113-117页 |
| 6.5.2 电化学活性分析 | 第117-118页 |
| 6.5.3 生物阴极对高氨氮污水处理效能 | 第118-120页 |
| 6.6 本章小结 | 第120-122页 |
| 结论 | 第122-125页 |
| 创新点 | 第124页 |
| 展望 | 第124-125页 |
| 参考文献 | 第125-144页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第144-146页 |
| 致谢 | 第146-147页 |
| 个人简历 | 第147页 |
