基于pH值调控的沉积型微生物燃料电池(SMFC)运行特性 被引量：12

1

作者 吴瑾妤 赵娟 +1 位作者 李秀芬 陈坚 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1162-1167,共6页

以蓝藻发酵液为处理对象,分别研究两极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial FuelCell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,阳极碱性(pH=8.5)阴极酸性(pH=5.5)时,SMFC输出功率最高(83.55 mW·m-2),COD去除率(63%)仅次于阴、... 以蓝藻发酵液为处理对象,分别研究两极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial FuelCell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,阳极碱性(pH=8.5)阴极酸性(pH=5.5)时,SMFC输出功率最高(83.55 mW·m-2),COD去除率(63%)仅次于阴、阳极中性(阴、阳极pH值均为7)时(48.74 mW·m-2,68%).通过稳态放电法确定阳极碱性阴极酸性条件下最大输出功率达98.94 mW·m-2,极化曲线拟合其内阻为360Ω.此外,从电池电势方面进一步考察SMFC产电特性.研究结果表明可以通过调节阴阳极pH优化SMFC产电性能. 展开更多

关键词 沉积型微生物燃料电池 PH 蓝藻发酵液

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湿地植物-沉积物微生物燃料电池产电及河流底泥修复 被引量：5

2

作者 朱娟平 王健 +2 位作者 张太平 陈志良 朱能武 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期3891-3898,共8页

以受污染的城市河涌底泥为底质,湿地植物选用风车草(Clinopodium Urticifolium)或短叶茳芏(Cyperus Malaccensis),构建了湿地植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC)及无植物的沉积物微生物燃料电池(SMFC)共3个电极处理组,研究了P-SMFC与SMF... 以受污染的城市河涌底泥为底质,湿地植物选用风车草(Clinopodium Urticifolium)或短叶茳芏(Cyperus Malaccensis),构建了湿地植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC)及无植物的沉积物微生物燃料电池(SMFC)共3个电极处理组,研究了P-SMFC与SMFC的产电特性,并探讨了它们与对照组中底泥及上覆水中氮磷的迁移转化规律。结果表明,产电方面,在系统启动运行的7个月内,PSM1、SM和PSM2三个电极处理组均能维持较稳定的产电,输出电压在整个运行阶段总体稳定在0.30~0.50 V,且植物的引入提升了系统的产电性能。底泥修复方面,设置的5个处理组对底泥中有机质均有一定的降解作用,表现出PSM1、SM和PSM2处理组有机质的降解要显著高于PS1和PS2处理组,P-SMFC系统对底泥有机物的去除有显著的促进作用;系统中系统运行前2个月,2个P-SMFC处理组氨氮含量显著低于其他3个处理组,之后随着运行时间的延长,各处理组之间的变化差异性不大,5个处理组底泥中氨氮去除率均达到80%以上;电极的引入对底泥中硝氮的去除没有产生显著影响;各处理组底泥中总磷去除率不同,分别为PSM1处理组8.67%、SM处理组8.89%、PSM2处理组7.33%、PS1处理组12.45%、PS2处理组8.89%,产电过程抑制了磷的迁移,有助于底泥中磷的稳定。 展开更多

关键词 湿地植物 沉积物微生物燃料电池 产电 底泥修复

原文传递

阳极初始pH值对沉积型微生物燃料电池运行特性的影响 被引量：4

3

作者 唐璐 吴瑾妤 +1 位作者 李秀芬 陈坚 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期696-699,共4页

以太湖蓝藻水为主要处理对象,研究阳极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,SMFC系统阳极的碱性条件有利于功率密度的提高及污染物的去除.阳极初始pH值为5.5和8.5时,系统稳定运行... 以太湖蓝藻水为主要处理对象,研究阳极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,SMFC系统阳极的碱性条件有利于功率密度的提高及污染物的去除.阳极初始pH值为5.5和8.5时,系统稳定运行功率密度和COD、VSS的去除率分别为3.5mW.m-2、7.3%、4.2%和5.4mW.m-2、11.5%、9.2%.系统功率密度与污染物去除率呈正相关,污染物去除率越大,系统功率密度越高. 展开更多

关键词 沉积型微生物燃料电池 阳极pH值 功率密度

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不同湿地植物构建植物沉积型微生物燃料电池的研究 被引量：7

4

作者 吴夏芫 宋天顺 +2 位作者 朱旭君 周楚新 韦萍 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第9期78-82,共5页

考察了粉黛万年青、小白掌、金边富贵竹、鹅掌柴4种湿地植物构建植物沉积型微生物燃料电池(Plant-Sediment Microbial Fuel Cell,Plant-SMFC)对电池基础特性的影响。试验结果表明:粉黛万年青、小白掌、金边富贵竹均可用来构建Plant-SMFC... 考察了粉黛万年青、小白掌、金边富贵竹、鹅掌柴4种湿地植物构建植物沉积型微生物燃料电池(Plant-Sediment Microbial Fuel Cell,Plant-SMFC)对电池基础特性的影响。试验结果表明:粉黛万年青、小白掌、金边富贵竹均可用来构建Plant-SMFC,并能显著提高SMFC的产电性能,其中小白掌电池组产电性能最优,Pmax为14.0 mW/m2,是空白的2.5倍。鹅掌柴在电池运行过程中烂根,不适合构建Plant-SMFC。阴阳极电极电位分析表明,各电池组输出电压的差异主要在于阳极电位的变化不同,而阴极电位变化基本一致且均在后期产生了一个大的跃迁,采用LSV验证了该跃迁的原因。最后利用HPLC分析证明了根系分泌有机酸的种类及含量与产电水平成正比,其中小白掌分泌有机酸种类及含量最多,有机酸总量达1.292 mg。 展开更多

关键词 沉积型微生物燃料电池 植物 生物阴极 根系分泌物

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MnO_2-r-GO修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(MFC)产电性能的影响 被引量：6

5

作者 潘丹云 任月萍 +3 位作者 付飞 赵亚楠 秦世忠 李秀芬 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期531-536,共6页

考察了MnO2-石墨烯(r-GO)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)的产电性能和体系有机质去除率的影响.实验结果表明,采用MnO2和r-GO对SMFC阴极进行复合修饰,运行稳定后,MnO2-r-GO修饰阴极体系与空白阴极体系相比,最高产电电压从65.2 mV... 考察了MnO2-石墨烯(r-GO)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)的产电性能和体系有机质去除率的影响.实验结果表明,采用MnO2和r-GO对SMFC阴极进行复合修饰,运行稳定后,MnO2-r-GO修饰阴极体系与空白阴极体系相比,最高产电电压从65.2 mV增大到325.7 mV;最大功率密度由0.28 mW.m-2增大到17.4 mW.m-2,并且体系的内阻由1157Ω显著降低到159Ω;空白阴极体系和MnO2-r-GO修饰阴极体系的COD去除率和氨氮(NH4+-N)去除率分别由25.8%和27.3%增大到37.0%和32.7%. 展开更多

关键词 沉积型微生物燃料电池(smfc) 阴极修饰 二氧化锰(MnO2) 石墨烯(r-GO)

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产电微生物对SMFC产电及降解性能的影响

6

作者 高洁 唐善法 程远鹏 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期123-128,共6页

目的在以含油污泥为阳极底泥的沉积型微生物燃料电池(SMFC)体系中,通过改变产电微生物种类和分布方式,探究产电微生物对SMFC产电及降解性能的影响。方法通过采集输出电压、功率密度、表观内阻来检测石油去除率,比较了不同单菌-SMFC、不... 目的在以含油污泥为阳极底泥的沉积型微生物燃料电池(SMFC)体系中,通过改变产电微生物种类和分布方式,探究产电微生物对SMFC产电及降解性能的影响。方法通过采集输出电压、功率密度、表观内阻来检测石油去除率,比较了不同单菌-SMFC、不同混合菌-SMFC的产电性能和降解性能,考查了菌种分布对SMFC性能的影响。结果在单菌-SMFC中,弗氏柠檬酸杆菌-SMFC的产电及降解性能均优于其他5种单菌构筑的SMFC;混合菌-SMFC的产电及降解性能较单菌-SMFC有较大提升,且其中蜡样芽孢杆菌+中间苍白杆菌-SMFC的产电及降解性能最优,输出电压可达到515.30 mV;菌种分布在阳极材料中和阳极底泥中都可以降解含油污泥中的有机物,但是菌种分布在阳极材料中更有利于SMFC产电性能及降解性能的发挥。结论混合菌相对于单菌能够显著提升SMFC的产电及降解性能,而且菌种分布在阳极材料中更有益于SMFC产电性能及降解性能的发挥。 展开更多

关键词 沉积型微生物燃料电池 含油污泥 产电微生物 单菌 混合菌 菌种分布

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植物沉积型微生物燃料电池的基础研究 被引量：3

7

作者 吴夏芫 宋天顺 +2 位作者 朱旭君 周楚新 韦萍 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第6期91-96,共6页

以湿地植物仙羽蔓绿绒构建植物沉积型微生物燃料电池(Plant-SMFC),分别考察阳极不同驯化方式及电极材料对电池基础特性的影响。结果表明:Plant-SMFC以阳极协同驯化方式富集产电菌时,电池启动期较自然驯化方式缩短了3 d,产电水平亦明显提... 以湿地植物仙羽蔓绿绒构建植物沉积型微生物燃料电池(Plant-SMFC),分别考察阳极不同驯化方式及电极材料对电池基础特性的影响。结果表明:Plant-SMFC以阳极协同驯化方式富集产电菌时,电池启动期较自然驯化方式缩短了3 d,产电水平亦明显提高,最大输出功率密度(2.84 mW/m2)为自然驯化方式的3.2倍,且该驯化方式对植物生长影响不大;活性炭纤维毡作为阳极电极材料效果优于石墨毡,电池启动期缩短了8 d,最大输出功率密度(5.78 mW/m2)提高了1倍,同时更利于植物的生长繁殖,运行60 d后收获植物干质量为2.5 g;高效液相色谱(HPLC)分析证明仙羽蔓绿绒根系分泌物中有机酸主要为顺丁烯二酸、反丁烯二酸、柠檬酸等小分子有机酸,它们均易被阳极产电菌利用以维持电池的稳定产电。 展开更多

关键词 沉积型微生物燃料电池 驯化 阳极材料 根系分泌物

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沉积型微生物燃料电池同步去除苯酚及脱氮性能 被引量：3

8

作者 徐勋 吴明松 赵庆良 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2016年第13期31-35,共5页

针对含有高苯酚和氨氮的自然水体,常规的处理方法不仅程序复杂且苯酚的存在会对硝化反应产生抑制作用。应用沉积型微生物燃料电池(SMFC)同步去除苯酚和氮的研究表明,SMFC的运行可以明显降低苯酚对硝化反应的抑制作用,提高对苯酚和氮的... 针对含有高苯酚和氨氮的自然水体,常规的处理方法不仅程序复杂且苯酚的存在会对硝化反应产生抑制作用。应用沉积型微生物燃料电池(SMFC)同步去除苯酚和氮的研究表明,SMFC的运行可以明显降低苯酚对硝化反应的抑制作用,提高对苯酚和氮的去除率;应用SMFC可增强系统的硝化和反硝化能力,尤其是对阴极区域氨氮和阳极区域硝酸盐的去除更有效。因此,将SMFC应用于受苯酚和氨氮污染的水体处理,可以达到同步去除苯酚和脱氮的目的。 展开更多

关键词 沉积型微生物燃料电池 苯酚 氮 硝化 反硝化

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沉积物燃料电池阳极区纤维素分解菌群筛选及酶学特性 被引量：2

9

作者 韩硕 宋天顺 +2 位作者 吴夏芫 应汉杰 周楚新 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第2期55-58,共4页

以沉积型微生物燃料电池(SMFC)的阳极区为筛选源,通过电化学的方法,经过对菌群的富集培养,分别从电极上、电极近端以及电极远端筛选得到3组纤维素分解混合菌群。通过对3组菌群滤纸降解特性的研究表明,距离电极越近,滤纸酶活活性越高,最... 以沉积型微生物燃料电池(SMFC)的阳极区为筛选源,通过电化学的方法,经过对菌群的富集培养,分别从电极上、电极近端以及电极远端筛选得到3组纤维素分解混合菌群。通过对3组菌群滤纸降解特性的研究表明,距离电极越近,滤纸酶活活性越高,最高可达56.8 U,电极上的菌群分解产物的含糖量是电极远端的含糖量1.67倍,3组菌群的酶反应环境偏酸性,耐热性能比较好;距离电极越近,对Ca2+浓度的耐受性越强,Mg2+对酶促反应有促进作用,由此可以看出,距离电极越近,其降解纤维素能力越高。 展开更多

关键词 沉积型微生物燃料电池(smfc) 纤维素 纤维素酶酶学特性

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阳极改性的SMFC对恩诺沙星的降解性能和同步产电研究 被引量：1

10

作者 赵南南 金春姬 +3 位作者 范莎莎 古柏铭 温淳 赵阳国 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期117-124,共8页

本研究构建沉积物微生物燃料电池(Sediment microbial fuel cell, SMFC),采用原位化学聚合法制备了3种改性阳极碳毡(Carbon felt, CF):聚苯胺(Polyaniline, PANI)/CF、MnO/CF和PANI-MnO/CF。对比分析了不同改性阳极对SMFC系统产电性能... 本研究构建沉积物微生物燃料电池(Sediment microbial fuel cell, SMFC),采用原位化学聚合法制备了3种改性阳极碳毡(Carbon felt, CF):聚苯胺(Polyaniline, PANI)/CF、MnO/CF和PANI-MnO/CF。对比分析了不同改性阳极对SMFC系统产电性能的影响,探讨了SMFC系统对海水养殖区沉积物中特定污染物恩诺沙星的降解效果和同步产电能力。结果表明:PANI-MnO复合材料修饰的阳极比表面积最大,构建的SMFC系统产电能力最佳,最大输出电压为602 mV,最大功率密度为165.09 mW·m。低浓度(12.81 ng·g)恩诺沙星的存在对SMFC系统的产电性能有促进作用,最大电压达到633 mV,最大功率密度为175 mW·m。SMFC系统对沉积物中恩诺沙星有显著降解效果,去除率达到59.52%,是自然条件下降解的3.05倍;在系统运行过程中有少量恩诺沙星向上覆海水中迁移,在第5天到第25天内迁移浓度从0.019 ng·mL减少到0.005 ng·mL,降幅为72.73%。通过生物毒性分析发现,SMFC系统运行结束后海水未检测出毒性,沉积物中的毒性也大大降低。本研究可为海水养殖区沉积物中抗生素的降解提供参考。 展开更多

关键词 沉积物微生物燃料电池(smfc) 阳极材料 恩诺沙星 海水养殖区沉积物

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菲对沉积型微生物燃料电池电能输出及污染物去除的影响 被引量：1

11

作者 游晓伟 李秀芬 +2 位作者 华兆哲 任月萍 王新华 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2185-2190,共6页

结合极化曲线和全电池电化学交流阻抗测试,研究了菲对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)体系电能输出和COD去除率的影响.结果表明,当菲浓度为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mg·L-1时,体系输出电压峰值分别为186.1... 结合极化曲线和全电池电化学交流阻抗测试,研究了菲对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)体系电能输出和COD去除率的影响.结果表明,当菲浓度为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mg·L-1时,体系输出电压峰值分别为186.1、283.4、136.7、112.7、74.7 m V,COD去除率分别为30.8%、39.4%、26.7%、23.5%和22.0%,库伦效率则为5.4%、7.1%、4.1%、2.7%和2.1%.SMFC体系的电能输出、污染物去除和库伦效率随菲浓度升高,先促进后抑制,0.5 mg·L-1菲可促进电能输出.电化学交流阻抗谱测试结果表明,0.5 mg·L-1菲体系的欧姆内阻、活化内阻和浓差极化内阻均最小,分别为20.79Ω、14.94Ω和106.8Ω,其表观内阻主要由扩散或浓差极化内阻构成,其次为欧姆内阻,阳极氧化反应和阴极还原反应的活化内阻所占比例最小. 展开更多

关键词 菲 沉积型微生物燃料电池 产电

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