在极性周期逆转下,用纳米-Fe3O4提高生物阴极的脱性能
Huajun Feng1, Anan Jin2, Xianbin Yin2
1School of Environmental Science and Engineering, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou, 310018, China; International Science and Technology Cooperation Platform for Low-Carbon Recycling of Waste and Green Development, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou, 310018, China; School of Environment and Resources, Zhejiang Agriculture and Forestry University, Hangzhou, 310018, China.
Environmental research
|November 16, 2023
概括
本研究引入了一种使用磁铁纳米颗粒和极性逆转在生物电化学系统中的新方法,以更快,更有效地去除酸盐,显著改善环境和人类健康保护.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 电化学 电化学 电化学
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 过度酸盐度威胁环境和人类健康.
- 生物电化学系统 (BES) 提供绿色技术去除酸盐,但由于生物膜形成速度缓慢和酸盐去除速度缓慢,效率受到限制.
研究的目的:
- 为了提高酸盐去除BES的性能.
- 研究将磁铁纳米颗粒 (纳米-Fe3O4) 与阳极-阴极极性周期逆转 (PPR-Fe3O4) 结合的疗效.
主要方法:
- 在BESs.中使用了一种新的PPR-Fe3O4工艺.
- 在生物阳极和生物阴极条件下,应用的工作电压为-0.2V和-0.5V (vs Ag/AgCl).
- 培养生物膜两个星期.
主要成果:
- 实现了迄今为止报告的最高阴极电流密度 (7.71 ± 1.01 A m-2) 和NO3-N去除率 (8.19 ± 0.97 g m-2 d-1).
- PPR工艺 (含或不含纳米Fe3O4) 增强了生物电活性,生物膜生物质,并改变了微生物群落结构.
- 纳米-Fe3O4通过促进含有Fe3O4的细胞外聚合物和降低电荷转移阻力,改善了细胞外电子转移.
结论:
- PPR-Fe3O4策略显著提高了BES中的酸盐去除效率.
- 实现了快速培养和增强的生物电活性.
- 这项工作介绍了一种新的生物阴极脱策略,以有效地去除酸盐.


