微生物燃料电池的碳阳极材料研究进展

微生物燃料电池(MFC)是具有处理污水和产电双重功能的生物电化学装置,阳极作为微生物生长及收集电子的重要部件,对MFC的性能具有重要影响。针对MFC碳阳极材料的研究进展进行了综述,从传统碳阳极材料、纳米材料修饰碳阳极、元素掺杂碳阳极、表面处理碳阳极、生物炭阳极等方面对碳阳极材料的研究进行了综合介绍和展望,尝试为开发高性能MFC碳基阳极和MFC技术提供参考。

磷强化米饭残渣生物炭对土壤中Cd的稳定化

为探讨磷强化生物炭材料的环境应用,将餐厨米饭残渣掺杂磷酸二氢钙后在600℃下进行缺氧热解制成磷强化餐厨米饭残渣生物炭(EFB),同时制备未强化生物炭(FB),并对其进行表征;此后,将两种生物炭分别按0(对照CK)、1%和3%的比例施于Cd污染土壤(总Cd含量14.47 mg·kg-1)中,进行30 d的培养试验和30 d的小芥菜盆栽试验,以探究FB和EFB对污染土壤中Cd稳定化的影响。结果表明:相比于FB,EFB具有较高含量的磷和较多的焦磷酸钙、三斜磷钙石和羟基磷灰石等磷酸盐矿物,且这些磷酸盐矿物能通过表面沉淀的方式降低Cd的迁移能力。相比于CK,添加FB和EFB能提升土壤pH和电导率,降低土壤有效态Cd含量,促使Cd从弱酸提取态和可交换态向可氧化态和残渣态转化,促进土壤磷素供给和小芥菜生长,并以3%EFB处理效果最为显著。盆栽实验中,与CK处理相比,1%FB、3%FB、1%EFB和3%EFB处理使小芥菜茎叶干质量分别提高了44.28%、136.53%、91.88%和189.67%,小芥菜茎叶部位的Cd含量分别降低了38.17%、81.74%、74.59%和91.08%。研究表明,将餐厨米饭残渣制备为生物炭材料FB和EFB,均可促进污染土壤Cd的稳定化,且EFB的应用效果更为显著。