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微生物电催化碳捕集膜及其制备方法与应用

584   编辑:中冶有色网   来源:南京大学  
2025-01-07 14:25:40
权利要求 1.一种微生物电催化碳捕集膜,其特征在于,所述微生物电催化碳捕集膜包括依次复合的微生物阳极、阴离子交换膜和气体扩散阴极;其中:所述微生物阳极中的微生物包括产电型微生物;所述气体扩散阴极包括氧还原催化剂。 2.根据权利要求1所述的一种微生物电催化碳捕集膜,其特征在于,所述产电型微生物包括Shewanella属和/或Geobacter属微生物;和/或所述氧还原催化剂包括酞菁铁和/或酞菁锰。 3.根据权利要求1或2所述的一种微生物电催化碳捕集膜,其特征在于,所述微生物阳极为负载活性污泥的碳基集流体,所述活性污泥来自微生物燃料电池反应器;和/或所述气体扩散阴极为负载氧还原催化剂的碳基集流体;和/或所述阴离子交换膜为Fumasep FAA-3-PK-75或Fumasep FAA-3-PK-130或Fumasep FAB-PK-130。 4.根据权利要求3所述的一种微生物电催化碳捕集膜,其特征在于,所述碳基集流体的厚度为0.1~0.5 mm;和/或所述碳基集流体的体积密度为0.3~0.5 g/cm3;和/或所述碳基集流体的孔隙率为70~80%;和/或所述碳基集流体的电阻率小于100 mΩ·cm。 5.根据权利要求4所述的一种微生物电催化碳捕集膜,其特征在于,所述微生物电催化碳捕集膜在微生物阳极复合有废水流道网;和/或在气体扩散阴极复合有气体流道网;所述废水流道网的材质为聚丙烯或者涤纶;和/或所述废水流道网的厚度为0.2~2.0 mm;和/或所述废水流道网的网孔尺寸为20~100目;和/或所述气体流道网的材质为聚丙烯或者涤纶;和/或所述气体流道网的厚度为0.2~2.0 mm;和/或所述气体流道网的网孔尺寸为20~100目。 6.权利要求1-5任一所述的一种微生物电催化碳捕集膜的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤: S1,制备微生物阳极 利用玻璃微珠将来自微生物燃料电池反应器的活性污泥震荡打散,形成均匀的活性污泥分散液;将活性污泥分散液通过抽滤的方式负载至碳基集流体上,形成微生物阳极; S2,制备气体扩散阴极 将多壁碳纳米管和Nafion溶液加入无水乙醇溶液中,超声处理后形成均匀多壁碳纳米管分散液;将氧还原催化剂加入无水乙醇
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