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微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)是以产电微生物为阳极催化剂直接将有机物中的化学能转化为电能的理想装置,有机物的生物代谢过程表明MFCs亦具有污废水处理的功能,在绿色新能源开发及环境保护领域具有很大的研究意义和应用前景。理论上相对于传统的能源利用技术,该装置的能源转化形式更直接,避免了大量的能量损耗,但在实际研究应用中由于各种因素产生的内阻极大地限制了MFCs的输出功率,仍需在MFCs装置构造及电极材料、筛选活性更高的产电微生物等多个方面进行优化。本论文生物样品采自浙江舟山西闪岛浙江海水增养殖基地养殖池污泥,对其进行产电菌的筛选鉴定,确定产电菌的产电性能,并采用聚苯胺,聚苯胺-石墨烯复合材料修饰碳布电极作为MFCs阳极,探究电极材料对产电装置产电性能的影响。主要研究结果如下:1对污泥样品进行富集分离培养,最终分离得到31种兼性厌氧微生物,分别作为阳极生物催化剂应用于MFCs进行产电性能初测,结果发现有11种微生物具备产电能力,分别标记为N1A-B、N1A-BW、N1C-BW、N1C-F、N1C-SW、N2A-W、N2B-BY、N2B-SY、N3B-R、N3B-SW、N3C-MIX。其中4株菌(N1A_BW、N2B_BY、N3B_R、N3B_SW)的输出电压较高,产电量分别为0.068V、0.24V、0.31V、0.056V,N3B_R输出电压最高。对11种产电微生物的16S rDNA分子鉴定显示11株菌皆属于细菌,其中N3B-R、N2B-SY、N2B-BY、N3B-SW属于希瓦氏菌属(Shewanella sp.),N3B-SW属于海藻希瓦氏菌(Shewanella upenei),N1A-BW、N1A-B、N1C-BW和N3C-MIX皆属于弧菌属(Vibrio sp.),N1C-SW和NIC-F同属于Aliiglaciecola coringensis,N2A-W归属于蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)。以N3B_R为例的API试剂盒生理生化鉴定结果和分子鉴定结果相吻合,同属于希瓦氏菌属。2利用电化学聚合法在碳布电极表面沉积聚苯胺和聚苯胺-石墨烯复合材料,作为MFCs阳极,N3B-R为生物催化剂,构建4个典型双室微生物燃料电池。研究结果表明两种材料对碳布的修饰明显提高了电极表面性能;输出电压曲线显示碳(聚苯胺)/碳MFCs的最大输出电压比其他三种MFCs高约2-6倍;循环伏安曲线表明碳(聚苯胺)/碳MFCs具有明显的氧化还原峰,氧化峰为(0.58 mA/0.35 V)。功率密度曲线表明碳(聚苯胺)/碳MFCs的功率密度达517.5mW/m~2,碳/碳MFCs达44mW/m~2,碳(聚苯胺-石墨烯)/碳MFCs达32.9mW/m~2,碳(聚苯胺)/碳MFCs的电流密度在所有MFCs中最高,该结果与电压输出结果吻合较好。阻抗谱曲线结果表明碳(聚苯胺)/碳MFCs在高频区的半圆直径是四个MFCs中最小的,低频区的斜率大致相同,说明其电荷转移电阻小于其他MFCs,结合极化曲线和阻抗谱曲线分析,碳(聚苯胺)/碳MFCs内阻最小。