聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中的应用-论文.pdf

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1、第65卷第6期化工学报Vb1．65NO．62014年6月CIESCJournalJune2014：≤=ce(c：：：=研究论文33：：0：)：33j3≥3：石墨烯／聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中的应用何海波，王许云，白立俊，郭庆杰(青岛科技大学化工学院，清洁化工过程山东省高校重点实验室，山东青岛266042)摘要：采用化学氧化还原法制备高纯度石墨烯(GR)，利用电化学修饰法得到石墨烯／聚苯胺(GRfPANI)膜阳极，采用红外光谱(FI．IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)对所制

2、备复合电极进行了表征，采用循环伏安法(cv)、交流阻抗法(EIS)考察了复合电极的电化学性能。将GR／PANI膜阳极应用于固定床微生物燃料电池(MFC)，考察了电池的产电性能。均匀地附着在石墨烯表面，GR／PANI膜电极具有良好可逆性，其电阻小、导电性良好。GR／PANI膜阳极应用于MFC，最大功率密度和开路电压分别为230．2mW·m-和834．6mV，比未修饰阳极的最大功率密度和开路电压分别提高了110．6％和34．8％，GR／PANI膜阳极的表观内阻也由未修饰阳极的843．2Q降低为469．4Q

3、，且电池启动时问大大缩短，产电稳定性增强。结果表明，GR／PANI复合物是一种优良的电极材料，GR／PANI膜阳极MFC具有良好的产电性能。关键词：膜；循环伏安法；交流阻抗法；固定床；燃料电池DOI：10．3969~．issn．0438—1157．2014．06．032中图分类号：O646；X382；X703文献标志码：A文章编号：0438一l157(2014)06—2186—07PreparationandapplicationofGR／PANIcompositeanodeforMFCHEHaibo

4、，WANGXuyun，BAILijun，GUoQin鲥ie(KeyLaboratoryQ厂CleanChemicalProcess，School0厂ChemicalEngineering，QingdaoUniversityofScience＆Techno~gy，Qingdao266042，Shandong，China)Abstract：Graphene(GR)wassynthesizedfromnaturalgraphenepowderbychemicaloxidation—reductionmeth

5、od．Graphene／polyaniline(GR／PANI)filmanodewaspreparedbyelectrochemicalmodificationandusedinfixed—bedmicrobialfuelcell(MFC)toexaminetheelec~ochemicalperformanceofthepreparedanodes．ThepreparedanodeswerecharacterizedbyIRspectrum，X-raydifraction(XRD)andfield

6、emissionscanningelectronmicroscope(FESEM)，respectively．Theelectrochemicalpropertieswerestudiedbycyclicvoltammetry(CV)andelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)．PolyanilineevenlyaRachedtographeneandGR／PANIfilmelectrodehadgoodreversibility,smallresistan

7、ceandgoodelectricalconductivity．WhentheGR／PANIfilmanodewasusedinMFC，maximumoutputpowerdensityandopencircuitvoltagewereupto230．2mW。m_and834．6mVrespectively,110．6％and34．8％higherthanthoseofunmodifiedanode．TheresistanceofGR／PANIfilmanodealsodecreasedfrom843

8、．2Qoftheunmodifiedanodeto469．4Q．Theexperimentresultsindicatedthat．theGR／PANIcompositewasanexcellentelectrodematerial，andtheMFCwithGR／PANIfilmanodeshowedgood2013．09—12收到初稿。2013，1卜l2收到修改稿。Receiveddate：2013—09．12联系人：王许云。第一作者：何海波(198