g-C3N4/Cu2O/CF电极制备及在微生物燃料电池中的应用

g-C3N4/Cu2O/CF电极制备及在微生物燃料电池中的应用

论文摘要

为了提高微生物燃料电池的产电性能,采用电沉积法将石墨态氮化碳(g-C3N4)与氧化亚铜(Cu2O)负载到碳毡(Carbon felt,CF)表面,制得g-C3N4/Cu2O/CF光电极用于构建微生物燃料电池.通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光生电流曲线(I-T)、线性扫描伏安曲线(LSV)对光电阴极进行光电性能测试,并在白光发光二极管(LED)辐照下研究了以Cu2O/CF、g-C3N4/Cu2O/CF为阴极光催化微生物燃料电池的产电性能.结果表明,g-C3N4/Cu2O/CF电极中g-C3N4分布在Cu2O之间;g-C3N4/Cu2O/CF光电极能提高光利用率,与Cu2O/CF光电极相比,光电流密度达到2700 mA·m-2,增长幅度达到125%;与Cu2O/CF阴极微生物燃料电池相比,g-C3N4/Cu2O/CF阴极微生物燃料电池具有更优的产电能力,在白光LED辐照下最大功率密度和光电流密度达到110.7 mW·m-2和1102 mA·m-2,增长幅度达到16%和27%.

论文目录

  • 1 引言 (Introduction)
  • 2 材料与方法 (Materials and methods)
  •   2.1 材料与试剂
  •   2.2 MFC的实验装置
  •   2.3 实验方法
  •     2.3.1 g-C3N4/Cu2O电极制备
  •     2.3.2 电极表征与测试方法
  • 3 结果与讨论 (Results and discussion)
  •   3.1 光催化电极的表征
  •     3.1.1 FT-IR表征
  •     3.1.2 XPS表征
  •     3.1.3 SEM、TEM表征
  •     3.1.4 电极的光电性能测试
  •   3.2 光催化MFC产电能力测试
  •     3.2.1 光生电流曲线
  •     3.2.2 功率密度曲线及极化曲线
  •     3.2.3 电化学阻抗谱
  •   3.3 光催化微生物燃料电池的工作原理
  • 4 结论 (Conclusions)
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张茗迪,贾玉红,尤宏,付亮,李维国

    关键词: 石墨态氮化碳,氧化亚铜,微生物燃料电池,光催化

    来源: 环境科学学报 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 无机化工,电力工业

    单位: 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨工业大学(威海)海洋科学与技术学院

    基金: 城市水资源与水环境国家重点实验室课题(No.2019DX08)

    分类号: TM911.4

    DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0171

    页码: 2945-2952

    总页数: 8

    文件大小: 651K

    下载量: 479

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