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题名硫掺杂石墨烯作为MFC阴极性能和生物毒性检测
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作者
蓝瑞嵩
刘丽华
张倩
陈博彦
洪俊明
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机构
华侨大学化工学院
福建省工业废水生化处理工程技术研究中心
福建省厦门环境监测中心站
台湾宜兰大学工学院化工与材料工程学系
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出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期3430-3439,共10页
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基金
福建省科技项目(2022I0030)
国家自然科学基金(51978291)
厦门市科技计划(3502Z20226012)。
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文摘
采用水热法制备了硫掺杂还原氧化石墨烯(S-rGO),表征发现S原子的掺杂会导致结构缺陷的形成,这些结构缺陷会增加活性位点。通过电化学测试,S-rGO的氧还原反应(ORR)性能优于rGO,其极限电流密度为4.08mA/cm^(2),高出rGO(3.48mA/cm^(2))17.3%,这表明S原子的掺杂能够有效提高rGO的ORR活性。将S-rGO与活性炭(AC)、炭黑(CB)以0.1∶0.25∶1的质量比混合作为微生物燃料电池阴极催化剂。结果表明,S-rGO催化的微生物燃料电池反应器每个周期可持续27h,输出电压为0.33V,而rGO催化的反应器每个周期可持续24h,输出电压为0.30V;CB催化的反应器每个周期可持续23h,输出电压为0.26V。以苯扎氯铵(BAC)为生物毒性物质,探讨了S-rGO修饰的微生物燃料电池作为毒性传感器的相关性能,根据电压与BAC浓度的线性拟合结果,发现S-rGO具有更高的毒性检测灵敏度和稳定性(相关系数为0.996),而传统的Pt/C阴极催化剂的相关系数为0.932,表明S-rGO在毒性检测领域具有巨大的应用潜力。
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关键词
微生物燃料电池
阴极催化剂
硫掺杂还原氧化石墨烯
毒性检测
苯扎氯铵
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Keywords
microbial fuel cell
cathode catalyst
sulfur-doped reduced graphene oxide
toxicity detection
benzalchloramine
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分类号
TM911.45
[电气工程—电力电子与电力传动]
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