电极改性强化微生物燃料电池产电同步降解有机污染物研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物作为催化剂就能实现同步产电及降解有机污染物的绿色能源装置.电极作为MFC的重要组成部分,在提高污染物降解及产电能力方面发挥着至关重要的作用.介绍了MFC电极,主要包括碳基/合成材料修饰电极、导电聚合物/复合物修饰电极、金属/金属氧化物修饰电极及其他材料修饰电极及其最新研究进展,对MFC电极材料在废水处理领域的应用进行了展望.     

微生物燃料电池反应器结构与功能特性综述

微生物燃料电池(MFC)依阴阳极室是否直接连通,分为单室与双室型,依电极室(区)相对位置,分为水平、竖直及内外布设式。不同MFC结构影响电池内溶氧量、微生物选用、产电水平、底物降解能力等。对不同分隔材料在MFC中应用、不同MFC构型、各构型工作原理及功能特性进行了总结,在此基础上探究MFC技术的发展趋势和研究方向。     

典型大环内酯类抗生素污染物生物电化学降解研究

对利用单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)降解水中红霉素(ERY)进行了研究。结果表明,ERY的加入使MFC阳极上的产电菌活性受到抑制,ERY浓度越大,对产电菌抑制性越强。当ERY质量浓度为30 mg/L时,MFC最大功率密度为400 mW/m^2,ERY降解率为(83.21±1.4)%,COD去除率为(84.91±2.1)%。加入ERY后,阳极微生物群落发生改变,但主要物种相同且数量较大,厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)这3类产电菌门为微生物燃料电池的性能发挥了重要作用。     

微生物燃料电池处理含油废水研究进展

介绍了微生物燃料电池(MFC)的产电机理,总结了不同含油废水处理方法的特点以及微生物燃料电池对含油废水的处理效果。指出未来在含油废水处理领域MFC的发展重点是优化反应器性能,开发高效廉价的阴极催化剂,研究产电微生物与油类降解菌之间的协同作用,并阐明油类物质在MFC中的降解机理以及与传统的水处理工艺耦合使用,以最大限度的提高含油废水处理效果。     

微生物燃料电池技术的研究进展与应用

结合近年来微生物燃料电池（MFC）技术的发展,对影响MFC产电性能的因素进行了综述。分别介绍了MFC的工作原理、构型、电极材料、产电微生物以及产电机理,简述了MFC技术处理各种工业与生活废水同步产电的应用。     

利用微生物燃料电池同步降解沼液和三苯基氯化锡

微生物燃料电池(MFC)作为一种同步产电和除污的新型电化学装置,为有效处理难降解有机污染物提供了一种途径。基于阴极Fenton反应,提出了一种耦合典型双室MFC中阳极沼液产电及阴极降解有机锡的新方法。结果表明,阳极产电生物膜经驯化后MFC的最高电压提高了50.32%,而且电压稳定时间延长了1倍。MFC运行结束后,阳极沼液COD、总氮、总磷的去除率分别为85.35%±1.53%、59.20%±5.24%、44.98%±3.57%。阴极三苯基氯化锡(TPTC)的降解率随其初始浓度增加而降低。在添加100μmol·L~(-1) TPTC时,MFC的最高输出电压为280.2m V,最大功率密度为145.62 m W·m-2。TPTC在14 d后完全降解,降解效率为91.88%,降解速率约为0.273μmol·L~(-1)·h~(-1)。研究结果可为利用MFC同步处理阳极有机废水和阴极有机污染物的实际应用提供基础支持。     

微生物燃料电池对废水中对硝基苯酚的去除

在以碳纸为阳极、空气电极为阴极、葡萄糖和对硝基苯酚为混合燃料的直接空气阴极单室微生物燃料电池中,考察了微生物燃料电池(MFC)对对硝基苯酚的降解及MFC的产电特性.结果表明MFC对废水中不同浓度的对硝基苯酚均有一定的去除效果,400 mg/L的对硝基苯酚降解4d的去除率74.1%,降解6 d的去除率为82.1%.MFC的输出电压最高为0.293V(外阻1 000Ω),最大输出功率密度为56.5 mW/m3.     

利用微生物燃料电池同步降解沼液和三苯基氯化锡

微生物燃料电池(MFC)作为一种同步产电和除污的新型电化学装置,为有效处理难降解有机污染物提供了一种途径。基于阴极Fenton反应,提出了一种耦合典型双室MFC中阳极沼液产电及阴极降解有机锡的新方法。结果表明,阳极产电生物膜经驯化后MFC的最高电压提高了50.32%,而且电压稳定时间延长了1倍。MFC运行结束后,阳极沼液COD、总氮、总磷的去除率分别为85.35%±1.53%、59.20%±5.24%、44.98%±3.57%。阴极三苯基氯化锡(TPTC)的降解率随其初始浓度增加而降低。在添加100 μmol·L^-1 TPTC时,MFC的最高输出电压为280.2 mV,最大功率密度为145.62 mW·m^-2。TPTC在14 d后完全降解,降解效率为91.88%,降解速率约为0.273 μmol·L^-1·h^-1。研究结果可为利用MFC同步处理阳极有机废水和阴极有机污染物的实际应用提供基础支持。     

微生物燃料电池技术及其影响因素研究进展

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种绿色能源技术,通过微生物的氧化代谢作用将废水中的有机质降解的同时产生电能.然而,其相对较低的产电效率限制了MFC的工业化应用.该文介绍了影响MFC性能的诸多因素,如设备的构型限制、电极材料、阳极底物、阳极微生物和质子交换膜等,提出优化MFC的设计,提高MFC的产电性能,降低投入成本可解决MFC产业化应用的弊端,并对未来MFC的发展方向进行了展望.     

HA@Fe3O4修饰阳极增强微生物燃料电池降解雌激素

类固醇雌激素(SEs)是一类广受关注且危害性较大的新污染物,常规的污水处理工艺难以将其完全去除。腐殖酸(HA)作为一种电子传递中介体,可大幅提高微生物代谢过程中胞外呼吸的电子传递效率。鉴于HA的这种特殊电化学性质,将其应用于微生物燃料电池(MFC)系统,将有望实现在低能耗的前提下对SEs的高效降解。本研究选取17α-乙炔基雌二醇(EE2)作为代表性SEs,利用HA与较强电容性的纳米Fe3O4颗粒形成的金属化合物(HA@Fe3O4)修饰MFC阳极,探究含有EE2的模拟废水在MFC阳极的降解特性。结果表明HA的存在不仅能提高微生物与阳极板之间的电子传递效率,还可显著增加阳极板的电容性进而提高产电性能,其最大功率密度可达522.32 mW/m2。此外,HA@Fe3O4修饰的阳极可显著提高MFC对EE2的降解效率,研究还发现EE2在低浓度范围内可提升MFC的性能,但高浓度时会抑制微生物的活性并降低MFC产电效率。本研究为微生物燃料电池在实际废水中有效应用提供了一定的研究基础。     

微生物燃料电池在水与废水脱氮方面的研究进展

近年来，使用微生物燃料电池（MFC）处理含氮水与废水受到广泛关注，在脱除水与废水中氮元素污染的同时，回收部分能量，克服了传统含氮废水处理高能耗的缺陷。本文在微生物脱氮技术的基础上，综合国内外相关研究文献，简述了MFC处理含氮水与废水研究的最新进展，系统总结了4种不同形式的脱氮MFC，主要包括反硝化脱氮MFC、硝化脱氮MFC、同步硝化反硝化脱氮MFC以及厌氧氨氧化脱氮MFC，详细介绍了各种脱氮形式MFC的产电和脱氮性能以及适用条件，分析了每种脱氮MFC的脱氮产电机理以及影响因素（包括MFC运行参数、外接电阻、电极材料以及MFC构型等）；最后提出了未来MFC在处理含氮水与废水方面的主要研究方向：开发新型性价比高的电极催化材料及膜材料，优化运行条件，提高产电生物膜的稳定性以及进一步细致探究不同形式的脱氮产电机理等，从而扩大运行规模。     

微生物燃料电池应用及性能优化研究进展

微生物燃料电池作为新型微生物传感器,既能降解水中污染物也可以通过微生物产电输出电能。通常将污染物降解效率和产电功率作为衡量燃料电池性能好坏的重要参数,反应器构型是影响微生物燃料电池产电性能与降解效果的关键。归纳了光电极微生物燃料电池、自分层微生物燃料电池和人工湿地-微生物燃料电池这3种构型的反应器机理及对废水的适用性,总结了电极材料、电子介体、分隔膜材料等因素对燃料电池产电性能影响的研究进展。     

微生物燃料电池纳米纤维基阳极材料的研究进展

微生物燃料电池（Microbial fuel cell，MFC）是一种非常有前途的环境友好型电化学装置，它可以利用电活性微生物从废水中提取能源，并降解废水中的有机物，是解决目前环境与能源危机的重要技术。然而，相对较低的产电效率限制了其大规模应用，主要体现在阳极缓慢的胞外电子传递速率（extracellular electron transfer，EET）和较少的产电微生物附着量。纳米纤维由于具有高的比表面积、良好的电化学性能和电导率，是改善阳极的重要材料。本文介绍了影响阳极材料性能的因素，系统总结了近年来国内外纳米纤维基阳极材料的种类与制备方法，针对纳米纤维基阳极材料在MFC领域的研究现状，重点解释了各种纳米纤维材料的优缺点。最后，对纳米纤维基电极材料以及MFC技术的发展方向进行了展望，以期为推动MFC的工程化应用提供理论参考。     

钕铁硼磁化改性阳极对微生物燃料电池产电性能的影响

微生物燃料电池(MFC)能在降解废水中有机污染物的同时产生电能,是当前环保与能源工程交叉领域的研究热点。以无介体MFC为研究对象,构建了用污水混合菌接种的双室无介体MFC,以提高MFC系统的产电性能为目标,利用自行制备的钕铁硼磁性粉末材料对阳极进行修饰。通过电池电压、极化曲线、功率密度曲线的测定,研究改性阳极和未改性阳极MFC的产电性能,结果表明,MFC阳极在经0.5 mg/cm2钕铁硼磁化改性后,电池的产电性能得到提升,其最大功率密度为12.05 m W/cm2。     

微生物燃料电池与人工湿地耦合系统研究进展

将微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)与人工湿地(constructed wetland, CW)相结合是近几年来出现的一种新型产能及废水净化工艺。在综述CW-MFC耦合系统产电机理及其发展的基础上进一步分析讨论了当前研究中影响系统性能的组成要素(植物、微生物、电极及分隔材料)和运行参数(碳源、氧化还原电位及水力停留时间)两个方面,最后总结了当前尚未解决的关键问题,对今后耦合系统的潜在应用进行了展望。     

电辅助微生物还原降解五氯酚的电子传递机理

针对微生物还原降解五氯酚(PCP)缺乏电子供体及过程缓慢的问题,将电化学(电辅助)引入微生物还原降解过程。研究发现电辅助微生物体系的降解效率为97%,这比微生物体系(降解效率为62%)和电化学体系(降解效率为26%)的加和高约10%。对比研究了电辅助微生物体系和电化学体系对PCP还原降解的循环伏安曲线,结果表明:电辅助微生物体系的循环伏安曲线上存在明显的氧化还原峰,电子传递速率为0.856 m·s^-1,电子传递系数为2.024,为两电子传递过程,符合生物降解规律,证实了电辅助加速了微生物降解过程的电子传递速率。电辅助微生物体系中存在着电极、细胞色素c、cty·bc1、NAD和污染物间的逆向电子传递途径,可实现电极-微生物-污染物间多相界面的长程电子传递过程。该研究为环境污染治理提供了一种电辅助与微生物协同作用的新理念。     

微生物燃料电池处理高盐废水的研究进展

高盐废水通常采用生化、蒸发和膜处理3种方法处理,但无论采用何种方法,高盐废水处理均存在难度大和成本高等问题。微生物燃料电池(MFC)是一种基于产电微生物催化氧化有机物获得电能的装置,应用MFC处理废水可实现在处理废水的同时回收废水中能量,从而降低废水处理成本。近年来,应用MFC处理高盐废水来降低处理成本的研究逐渐开展并成为一个研究热点。本文综述了MFC处理高盐废水研究的最新进展,分析了盐度对MFC产电、污染物脱除、微生物生长和群落的影响,基于耐盐微生物、生物膜、反应器结构及扩展应用等方面提出未来MFC处理高盐废水的研究方向。     

土壤微生物燃料电池的研究进展及展望

微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)是一种利用产电微生物将化学能直接转化为电能的技术,其在运行期间不消耗外界能量且无二次污染,日益得到人们的广泛关注。土壤因富含有机质和庞大的微生物种群,是产电微生物的"天然培养基"。近几年来,以土壤为基质的MFCs在产电、土壤污染评价和修复等方面展现了较大的研究潜能和应用前景。本文全面介绍了目前MFCs在土壤产电、有机污染物降解、重金属污染治理、温室气体减排以及生物传感器等方面的应用研究;总结了目前土壤MFCs研究中应用的反应器构型、电极和产电微生物种群;在此基础上提出了以土壤为基质的MFCs在研究及应用过程中存在的主要问题,并对其研究前景进行展望。     

微生物燃料电池最新研究进展

介绍了微生物燃料电池(MFC)的原理、组成和特点,并针对MFC功率密度过低、构造成本高等问题,从筛选优势产电微生物、改善MFC的构造、优化电极材料以及提高电子传递效率等方面进行了介绍,同时还提到了提高产电性能的各种途径,最后对MFC的发展前景进行了展望.     

微生物燃料电池快速处理含偶氮染料废水的研究

尝试构建了以非碳源依赖性偶氮染料降解菌为接种物的简易无膜单室微生物燃料电池(MFC),并对不同运行条件下微生物燃料电池的产电特性和脱色效果进行了研究。结果表明该MFC对1-苯基偶氮-2-萘酚-6,8-二磺酸钠(橙黄G)的脱色速率优于单纯细菌脱色速率,12 h内的脱色率最高可达65.1%,COD去除率最高可达82%,MFC稳定运行时的最大输出功率为1.28 m W/m2。虽然非碳源依赖性偶氮染料降解菌为接种物的MFC处理偶氮染料废水时电能输出水平较低,但无需额外碳源,且加快了脱色速率,有一定应用价值。