研究报告

  • 李云姣,朱维晃,郑飞,文虎.石墨烯修饰碳毡电极与微生物相互作用过程中的电化学特征[J].环境科学学报,2018,38(11):4292-4298

  • 石墨烯修饰碳毡电极与微生物相互作用过程中的电化学特征
  • Electrochemical characteristics of the interaction between graphene modified carbon felt electrode and microbe
  • 基金项目:国家自然科学基金(No.41373093)
  • 作者
  • 单位
  • 李云姣
  • 1. 西安建筑科技大学, 陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055;2. 西安建筑科技大学, 西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055
  • 朱维晃
  • 1. 西安建筑科技大学, 陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055;2. 西安建筑科技大学, 西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055
  • 郑飞
  • 1. 西安建筑科技大学, 陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055;2. 西安建筑科技大学, 西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055
  • 文虎
  • 1. 西安建筑科技大学, 陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055;2. 西安建筑科技大学, 西北水资源与环境生态教育部重点实验室, 西安 710055
  • 摘要:在希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)呼吸驱动下,成功制备了生源性还原态的氧化石墨烯(r-GO)修饰的碳毡电极,进一步研究了r-GO修饰碳毡电极与微生物相互作用的电化学特征.结果表明:经r-GO修饰的碳毡电极与微生物的相互作用程度得到显著提升,这主要是由于修饰后电极的扩散内阻(Rdif)得到快速降低的结果.将r-GO修饰后的碳毡电极作为阳极应用于微生物燃料电池(MFC)中,经微生物呼吸驱动下的石墨烯修饰电极,由于Rdif降低导致电极的电化学活性增强,使得电极和微生物相互作用程度得到提升,从而缩短了MFC启动时间,提高了MFC的产电能力.研究进一步表明,r-GO对电极的修饰,调控了对电极电化学活性及生源性电子向电极表面的传递过程.
  • Abstract:The carbon felt electrode modified by microbially reduced graphene oxide (r-GO) was successfully prepared during the respiration process of Shewanella putrefaciens, and the electrochemical characteristics of the interaction between r-GO modified carbon felt electrode and microbe were studied. The results show that the interaction between the r-GO modified carbon felt electrode and the microbe is enhanced significantly, mainly due to the rapid decrease of the diffusion resistance (Rdif) of the r-GO modified electrode. The r-GO modified carbon felt electrode was further used as anode in microbial fuel cell (MFC), subsequently, the start-up of MFC was shortened and MFC performance was improved. The research indicates that the electrode modification with r-GO could regulate the electrode electrochemical activity and the electron transfer process between microbe and electrode.

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