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微生物電催化碳捕集膜及其制備方法與應(yīng)用

682   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:南京大學(xué)  
2025-01-07 14:25:40
權(quán)利要求 1.一種微生物電催化碳捕集膜,其特征在于,所述微生物電催化碳捕集膜包括依次復(fù)合的微生物陽(yáng)極、陰離子交換膜和氣體擴(kuò)散陰極;其中:所述微生物陽(yáng)極中的微生物包括產(chǎn)電型微生物;所述氣體擴(kuò)散陰極包括氧還原催化劑。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微生物電催化碳捕集膜,其特征在于,所述產(chǎn)電型微生物包括Shewanella屬和/或Geobacter屬微生物;和/或所述氧還原催化劑包括酞菁鐵和/或酞菁錳。 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微生物電催化碳捕集膜,其特征在于,所述微生物陽(yáng)極為負(fù)載活性污泥的碳基集流體,所述活性污泥來自微生物燃料電池反應(yīng)器;和/或所述氣體擴(kuò)散陰極為負(fù)載氧還原催化劑的碳基集流體;和/或所述陰離子交換膜為Fumasep FAA-3-PK-75或Fumasep FAA-3-PK-130或Fumasep FAB-PK-130。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微生物電催化碳捕集膜,其特征在于,所述碳基集流體的厚度為0.1~0.5 mm;和/或所述碳基集流體的體積密度為0.3~0.5 g/cm3;和/或所述碳基集流體的孔隙率為70~80%;和/或所述碳基集流體的電阻率小于100 mΩ·cm。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微生物電催化碳捕集膜,其特征在于,所述微生物電催化碳捕集膜在微生物陽(yáng)極復(fù)合有廢水流道網(wǎng);和/或在氣體擴(kuò)散陰極復(fù)合有氣體流道網(wǎng);所述廢水流道網(wǎng)的材質(zhì)為聚丙烯或者滌綸;和/或所述廢水流道網(wǎng)的厚度為0.2~2.0 mm;和/或所述廢水流道網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸為20~100目;和/或所述氣體流道網(wǎng)的材質(zhì)為聚丙烯或者滌綸;和/或所述氣體流道網(wǎng)的厚度為0.2~2.0 mm;和/或所述氣體流道網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸為20~100目。 6.權(quán)利要求1-5任一所述的一種微生物電催化碳捕集膜的制備方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟: S1,制備微生物陽(yáng)極 利用玻璃微珠將來自微生物燃料電池反應(yīng)器的活性污泥震蕩打散,形成均勻的活性污泥分散液;將活性污泥分散液通過抽濾的方式負(fù)載至碳基集流體上,形成微生物陽(yáng)極; S2,制備氣體擴(kuò)散陰極 將多壁碳納米管和Nafion溶液加入無水乙醇溶液中,超聲處理后形成均勻多壁碳納米管分散液;將氧還原催化劑加入無水乙醇
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