鈷作為廢鋰電池正極材料主要成分,被普遍應(yīng)用于新能源汽車、手機、計算機等電子產(chǎn)品中。考慮到鈷資源的稀缺程度、消耗速度和含鈷產(chǎn)品廢棄后帶來的環(huán)境污染,從廢棄鈷產(chǎn)品中回收鈷成為了當今世界關(guān)注的焦點。傳統(tǒng)回收方法主要有化學(xué)法、物理法、生物法和電化學(xué)法等,這些方法由于能源消耗大、易產(chǎn)生二次污染等問題,存在著諸多弊端。近些年新興起的生物電化學(xué)系統(tǒng)在處理重金屬和有機廢水方面展現(xiàn)了明顯優(yōu)點。以產(chǎn)電微生物降解有機廢水,不僅可以降低有機物的濃度,還可以產(chǎn)生一定的電能,并依靠陰極的氧化還原能力回收重金屬,以廢治廢,實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。生物電化學(xué)系統(tǒng)主要分為微生物燃料電池（Microbial fuel cell,MFC）和微生物電解池（Microbial electrolysis cell,MEC）。目前已有許多研究者利用生物電化學(xué)耦合系統(tǒng)成功實現(xiàn)鈷的回收,但是由于過電勢等問題,陰極鈷的回收率和處理速率都不太理想。因此,有必要研究新型生物電化學(xué)系統(tǒng),實現(xiàn)Co（Ⅱ）的高效回收。光催化型微生物燃料電池,將光能和廢水中的化學(xué)能同時轉(zhuǎn)化為電能,以提升電池的產(chǎn)電性能�；诖�,本文構(gòu)建光催化MFC和光催化MEC,探究系統(tǒng)...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 光催化技術(shù)
        1.1.1 光催化技術(shù)介紹
        1.1.2 光電催化技術(shù)介紹
        1.1.3 光催化技術(shù)的應(yīng)用鄰域
    1.2 生物電化學(xué)系統(tǒng)
        1.2.1 生物電化學(xué)系統(tǒng)介紹
        1.2.2 光催化技術(shù)在BES中的應(yīng)用
        1.2.3 BES在重金屬方面的應(yīng)用
    1.3 BES處理回收鈷
        1.3.1 鈷資源與廢舊鋰電池
        1.3.2 微生物燃料電池浸出鈷
        1.3.3 MFC-MEC系統(tǒng)處理回收鈷
    1.4 研究內(nèi)容和意義
        1.4.1 目的和意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 材料與方法
    2.1 實驗裝置
    2.2 實驗試劑與儀器
    2.3 實驗材料
        2.3.1 菌種與底物
        2.3.2 陽極液和陰極液和膜材料
    2.4 評價方法與指標
        2.4.1 廢水處理效果
        2.4.2 產(chǎn)電性能
        2.4.3 陰極效率
        2.4.4 鈷離子浸出率
        2.4.5 表征方法
第三章 剩余污泥為燃料的光催化MFC產(chǎn)電特性
    3.1 引言
    3.2 實驗方法
        3.2.1 PPy/TiO₂光催化材料的制備
        3.2.2 電極材料制備
        3.2.3 裝置啟動
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 光催化材料的表征
        3.3.2 剩余污泥和營養(yǎng)液的配比對光催化MFC產(chǎn)電性能的影響
        3.3.3 電極間距對光催化MFC產(chǎn)電性能的影響
        3.3.4 pH值對光催化MFC產(chǎn)電性能的影響
        3.3.5 外接電阻對光催化MFC產(chǎn)電性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 光催化MFC浸出廢鋰電池中Co(Ⅲ)
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
        4.2.1 實驗裝置
        4.2.2 光催化電極的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 電極材料對光催化MFC產(chǎn)電性能和Co(Ⅲ)浸出效果的影響
        4.3.2 聚吡咯含量對光催化MFC產(chǎn)電性能和Co(Ⅲ)浸出效果的影響
        4.3.3 光暗條件對光催化MFC產(chǎn)電性能和Co(Ⅲ)浸出效果的影響
        4.3.4 極板面積對光催化MFC產(chǎn)電性能和Co(Ⅲ)浸出效果的影響
        4.3.5 鈷酸鋰的投加量對光催化MFC產(chǎn)電性能和Co(Ⅲ)浸出效果的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 光催化MFC-MEC回收鈷溶液中的Co(Ⅱ)
    5.1 引言
    5.2 實驗方法
        5.2.1 光催化MFC的啟動
        5.2.2 光催化MFC-MEC的搭建
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 光催化電極對MEC回收單質(zhì)Co的影響
        5.3.2 光暗條件對光催化MEC回收單質(zhì)Co的影響
        5.3.3 極板面積對光催化MEC回收單質(zhì)Co的影響
        5.3.4 氯化鈷離子濃度對光催化MEC回收單質(zhì)Co的影響
        5.3.5 外加電壓對光催化MEC回收單質(zhì)Co的影響
        5.3.6 光催化MFC-MEC回收廢鋰電池中單質(zhì)Co
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間研究成果
致謝



本文編號：4014446