[发明专利]提高微生物燃料电池处理聚醚废水产电量的方法

摘要

本发明涉及一种提高微生物燃料电池处理聚醚废水产电量的方法，利用聚吡咯和蒽醌‑2,6‑二磺酸钠对碳毡进行包埋来提高产电量；微生物燃料电池的阳极室内难降解的聚醚废水，阴极室内是待讲解的甲基橙燃料废液。微生物在阳极室内对在自身胞内对聚醚废水中的COD进行氧化分解，生成游离的电子和质子，电子在到达阳极通过外电路传递到阴极，质子通过用于隔离阳极和阴极的质子膜，从阳极室内到达阴极室内，在阴极室内由于电场的作用到达阴极表面。质子、电子、氧气在阴极表面生成过氧化氢，过氧化氢将阴极室内的甲基橙废液氧化，使甲基橙废液脱色。

主权项

一种提高微生物燃料电池处理聚醚废水产电量的方法，其特征在于:用聚吡咯和蒽醌‑2,6‑二磺酸钠对碳毡进行包埋。先将碳毡放在热反应炉中，以氨气为气体介质，在温度为600℃、时间为30s的条件下反应，以增加碳毡比表面积；然后利用常规的电聚合‑掺杂技术，采用三电极隔膜式H型电解槽，将表面积为3.0×3.0cm2的碳毡作为工作电极，在三电极隔膜式H型电解槽的工作电极室内加入100mL浓度为0.029mol/L的蒽醌‑2,6‑二磺酸钠(AQDS)和20mL浓度为0.12mol/L的聚吡咯(ppy)后混合均匀；三电极隔膜式H型电解槽内的辅助电极室内的辅助电极为铂片，铂片表面积为1.0×1.0cm2，将辅助电极室通过阳离子交换膜与工作电极室相连；在辅助电极室内填充120mL，浓度为0.1mol/L的H2SO4；三电极隔膜式H型电解槽内的参比电极采用饱和甘汞电极，用二次去离子水配制3mol/L，温度为20℃的KCl饱和溶液120mL，参比电极通过盐桥与工作电极室连接；使用恒电位/恒电流仪控制三电极隔膜式H型电解槽的工作电流密度为1.83～1.86mA/cm2，制备温度为10.0～10.2℃，聚合时间为3600～3800s；在工作电极表面形成一层聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠薄层，制得一个碳毡/聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠阳极和一个碳毡/聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠阴极，将一个碳毡/聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠阳极和一个碳毡/聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠阴极这两个电极保存在充有高纯氮的蒸馏水中；所述的微生物燃料电池的结构，采用双池式结构，具有体积相等的阳极室(3)和阴极室(4)；阳极室(3)和阴极室(4)之间用质子交换膜(7)相隔开；质子交换膜(7)的顶端和底端通过硅胶垫圈和垫片(2)密封，阳极室(3)和阴极室(4)底部固定连接一块垫板(8)；阳极室(3)中具有聚醚废水，底物在微生物作用下被氧化，阴极室(4)中是甲基橙废水；阳极室(3)和阴极室(4)的顶部均连接一个电极插孔(1)；将上述制得的碳毡/聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠阳极(5)通过阳极室(3)顶部的电极插孔(1)插入阳极室(3)中，将上述制得的碳毡/聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠阴极(6)通过阴极室(4)顶部的电极插孔(1)插入阴极室(4)中；将碳毡/聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠阴极(6)和碳毡/聚吡咯/蒽醌‑2,6‑二磺酸钠阳极(5)接入外电路。