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碳纳米管负载二氧化锰用作微生物燃料电池阴极催化剂强化氧气还原的研究

张亚平  胡勇有  孙健  侯彬  李斯哲  
【摘要】:正在MFC研究中,由于氧气具有较高的电极电势和容易获得等优点而成为最常用的阴极电子受体。目前使用最多的催化剂是金属铂,它可以很有效的降低氧气反应的过电位。尽管,铂具有很高效的催化效果,但其高成本限制了它的应用。为了降低MFC的构建成本和提高阴极氧气的催化效率,越来越多的非贵重金属被用作MFC阴极催化氧气还原,以替代贵重金属铂。其中,MnO_x作为一种廉价的催化剂应用于MFC,取得了较好的效果。但是,MnO_x低的导电性能降低了其对氧气的催化还原效果。已有研究报道,碳纳米管(CNTs)与MnO_2结合可以很大程度地提高其对氧气的催化还原效果。为此,我们在合成MnO_2的过程中将其负载到CNT上(原位合成法,In-situ MnO_2/CNTs),并将其应用于MFC阴极催化氧气还原。同时,单独合成的MnO_2与CNTs机械混合作为对照组(Mixed MnO_2/CNTs)。

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