氧還原生物陰極微生物燃料電池制備氫氧化鈷.pdf

1、氫氧化鈷在電化學(xué)、磁性和催化方面上具有獨(dú)特理化性能，因而在電池、超級(jí)電容器和傳感器等方面吸引了大量研究者的關(guān)注。傳統(tǒng)的氫氧化鈷制備方法反應(yīng)溫度高、步驟繁瑣、化學(xué)添加劑和能量消耗大，且易造成二次污染。氧還原生物陰極微生物燃料電池(microbial fuel cells，MFCs)能利用微生物降低氧還原反應(yīng)過(guò)電位，可作為一種極具前景的氫氧化鈷合成替代方法。而鈷在廢日鋰離子電池中含量很高，浸取后產(chǎn)生高濃度Co(Ⅱ)溶液，不加處理會(huì)造成嚴(yán)重環(huán)

2、境污染和資源浪費(fèi)。因此利用氧還原生物陰極MFCs處理Co(Ⅱ)溶液，既能解決Co(Ⅱ)污染和浪費(fèi)問(wèn)題，又可以制備得氫氧化鈷，實(shí)現(xiàn)變廢為寶的目的。提供了一種具有較高的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景的新穎制備技術(shù)。
　　本研究利用氧還原生物陰極MFCs在微生物催化的作用下制備氫氧化鈷，并優(yōu)化其操作條件，包括溶解氧(dissolved oxygen，DO)，初始Co(Ⅱ)濃度，初始pH。獲得了一種利用溶液中的Co(Ⅱ)，在氧支持的生物陰極MFCs中

3、制備氫氧化鈷的新方法。此方法無(wú)需外加堿性試劑、無(wú)能量消耗和二次污染，制備條件溫和，是一種清潔有效的氫氧化鈷制備方法。
　　結(jié)果表明:1）溶解氧從1.10±0.03 mg·L-1分別提高到3.83±0.04 mg·L-1和7.10±0.14 mg·L-1，比收率從0.14±0.01 mol Co(OH)2·mol-1 COD下降為0.07±0.01 molCo(OH)2·mol-1 COD和0.12±0.01 mol Co(OH)2

4、·mol-1 COD，提高DO并不能增加Co(Ⅱ)的去除;2）溶解氧為1.10±0.03 mg·L-1，Co(Ⅱ)濃度為20.12±0.56 mg·L-1時(shí)，Co(Ⅱ)的存在提高系統(tǒng)輸出電能(50％)和氧還原速率(99％)，氫氧化鈷比收率為0.12±0.01 molCo(OH)2· mol-1 COD。而且初始Co(Ⅱ)濃度為5-30 mg·L-1，初始pH4.1-6.1均對(duì)Co(OH)2比收率和產(chǎn)電產(chǎn)生影響。3）反應(yīng)器在最優(yōu)初始條件下