双室MFC对含Cu（Ⅱ）废水处理效能及其产电性能的影响

来源：水处理技术杂志2023年第5期北京时间：

作者：王辉1,2, 马江航2, 米钺2, 董雯1,2, 李家科1,2, 徐志嫱1,2

单位：1.西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室;2.西安理工大学水利水电学院：陕西 西安 710048

摘要：微生物燃料电池（microbial fuel cells,MFCs）可利用微生物将化学能转化为电能,并实现重金属的去除与还原回收。本研究构建了一种双室MFC用于处理含Cu²⁺的重金属废水,以探究不同初始浓度及阴极电极材料下MFC的产电性能和Cu²⁺的去除效果。结果表明,当阴极电极材料为不锈钢且阴极中Cu²⁺的初始浓度由10 mg/L增大至200 mg/L时,Cu²⁺的去除率由85.37%增大至98.16%（120 h）,最大输出电压和功率密度分别为257 mV和36.75 mW/m²。当阴极电极材料为石墨板、钛片时,Cu²⁺的去除率分别为99.02％、98.27％,此时的最大输出电压和功率密度分别是不锈钢的1.45倍、1.18倍和1.71倍1.28倍。对阴极上附着的产物进行扫描电镜分析,Cu²⁺在阴极发生了还原反应,生成了单质铜。本研究可以为实现MFC高效回收重金属提供理论依据,对利用MFC解决环境污染和能源短缺问题有重要意义。

关键词：微生物燃料电池,重金属回收,阴极还原,产电性能,电极材料

基金资助：国家自然科学基金资助项目（42107030）; 陕西省自然科学基础研究计划项目（2020JQ-617,2021JM-329）; 陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目（2022KXJ-115）