FeS₂/还原氧化石墨烯复合物修饰碳布电极所制微生物燃料电池阳极的产电性能研究

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作   者：

马建春;  石楠;  吕闰生;  武莉洁;  韦佳乐;  张叶臻;  张军;  贾建峰; 

作者机构：

吕梁学院化工与材料工程系;  南阳师范学院化学与制药工程学院;  山西师范大学化学与材料科学学院; 

关键词：

功率密度;  微生物燃料电池;  FeS₂/rGO;  阳极修饰材料; 

期刊名称：

理化检验(化学分册)

i s s n：

1001-4020

年卷期：

2024 年 60 卷 011 期

页   码：

1110-1118

摘   要：

调整氨水用量（30,50,100,150μL）,以氯化铁和还原氧化石墨烯（rGO）为主要原料采用水热法合成4种二硫化亚铁/rGO复合物[FeS2（30）/rGO、FeS2（50）/rGO、FeS2（100）/rGO、FeS2（150）/rGO)],滴涂在碳布电极表面制备FeS2/rGO修饰碳布电极。以修饰碳布电极构建微生物燃料电池（MFCs）阳极,并在阳极溶液中添加活性大肠杆菌培养液,用作MFCs生物催化剂;以碳纸小片构建MFCs阴极,和阳极构成双室型MFCs,以考察MFCs的产电性能。结果表明,FeS2/rGO为呈薄纳米片层结构的rGO与呈片状的白铁矿FeS2和黄铁矿FeS2的混合物或呈八面体结构的黄铁矿FeS2自组装形成的微球,以其修饰碳布电极制成MFCs阳极后,产电功率得到不同程度的提高,其中以FeS2（50）/rGO制得的MFCs阳极在1.0 mV·s-1扫描速率下的最大功率密度可达2 984.8 mW·m-2,是rGO以及裸碳布所构建MFCs阳极的1.7倍和2.5倍。循环伏安和电化学阻抗谱测试结果显示,FeS2（50）/rGO修饰的碳布电极的电活性面积较大,FeS2（50）/rGO和活性大肠杆菌间的胞外电子转移效率较高,二者协同作用,提升了MFCs的功率密度。