[发明专利]一种基于MFC技术原位修复石油污染土壤并产电的方法

权利要求书

1.一种修复石油污染土壤并产电的方法，其特征在于通过土壤微生物燃料电池实施，步骤如下：

1)土壤微生物燃料电池的启动

将采集的老化石油污染土壤于阴凉处晾干，研磨后过2mm筛，将老化石油污染土壤、蒸馏水和碳布纤维均匀混合后装入土壤微生物燃料电池反应器中，将石墨棒阳极和活性炭空气阴极通过导线与外电阻连接，组成土壤微生物燃料电池，于30℃的恒温箱中启动修复，电池外电阻两端的电压通过多通道电压采集卡和电脑自动记录，并标准化于阴极面积0.0036m²，得到输出电流密度；

2)土壤微生物燃料电池的运行

在启动后的第30、50、98和120天，采用注射器分别向土壤微生物燃料电池中注入50mL的蒸馏水，在30℃下运行144天后完成石油污染土壤的修复并同时产生电能；

所述土壤微生物燃料电池，由反应器、石墨棒阳极、活性炭空气阴极、橡皮塞和带法兰的多孔板组成，反应器为密闭的有机玻璃矩形箱体；将经预处理的石墨棒阳极从箱体的一侧壁中心处水平插入箱体内并通过带孔的橡皮塞与箱体密封固定，石墨棒阳极的预处理方法是：使用前采用0.1M的盐酸和0.1M氢氧化钠溶液分别浸泡24h以去除表面杂质，然后用蒸馏水清洗干净备用；活性炭空气阴极为辊压活性炭空气阴极，由活性炭层和导电碳黑层叠加组成，活性炭空气阴极通过带法兰的多孔板固定于反应器的对面另一侧壁上，带法兰的多孔板上均布圆孔，石墨棒阳极的端部与活性炭空气阴极的距离为0.5cm，活性炭空气阴极的活性炭层与石油污染土壤直接接触，活性炭空气阴极的导电碳黑层与多孔板直接接触并通过圆孔暴露于空气中，将石墨棒阳极和活性炭空气阴极通过导线与外电阻串联连接，组成土壤微生物燃料电池；

所述土壤微生物燃料电池中活性炭空气阴极的制备方法，步骤如下：

a)将超级电容活性炭粉加入到的无水乙醇中，超声搅拌5min后加入浓度为60wt％的聚四氟乙烯乳液得到混合液，混合液中超级电容活性炭粉、无水乙醇与聚四氟乙烯乳液的用量比为6g：45mL：0.67mL，将混合液继续超声搅拌5min后放入80℃水浴中搅拌加热3h，活性炭粉逐渐形成胶团，取出轻揉胶团，在辊压机上与40目302N不锈钢网压合成0.4mm厚的活性炭层电极片；

b)将导电炭黑加入到无水乙醇中，超声搅拌5min后加入浓度为60wt％的聚四氟乙烯乳液得到混合液，混合液中导电炭黑、无水乙醇与聚四氟乙烯乳液的用量比为4g：80mL：6.2mL，将混合液继续超声搅拌5min后放入80℃水浴中搅拌加热40min，导电炭黑逐渐形成胶团，取出轻揉胶团，在辊压机上压成1mm的导电碳黑层薄膜片，然后于340℃下煅烧20min，取出后趁热将其压在活性炭层电极片的另一侧，制得厚度为1mm活性炭空气阴极。

2.根据权利要求1所述修复石油污染土壤并产电的方法，其特征在于：所述土壤微生物燃料电池中有机玻璃矩形箱体的尺寸为长20cm、宽6cm、高6cm；石墨棒阳极的尺寸为直径0.5cm、长度23cm；活性炭空气阴极的长、宽均为6cm；带法兰的多孔板上圆孔的孔径为0.5cm，孔间距为1cm。