聚苯胺-微生物膜復合陰極的制備、表征和初步改性研究.pdf

1、高氯酸鹽的高危害性，難降解性等特點越來越引起各國科研人員的重視。隨著電化學技術的發(fā)展，各種生物電極技術的使用為污染物的處理提供了一個新的方向。結合高氯酸鹽降解的不同方法的優(yōu)缺點，我們采用電化學和微生物相結合的方法，制作出了聚苯胺-微生物膜復合陰極用于處理高氯酸鹽。同時，獨創(chuàng)性的采用外加電場的方法，強化高氯酸鹽降解菌在復合電極表面的富集，并且對所制作的電極進行各種表征以及初步的改性研究。并利用循環(huán)伏安法，阻抗法，掃描電鏡(SEM)，熒光原

2、位分子雜交(FISH)，多聚酶鏈反應-變性梯度凝膠電泳分析技術(PCR-DGGE)等技術對得到的生物陰極進行電化學、微生物群落表征。
　　 研究表明，采用浸蠟石墨電極為基礎，使用循環(huán)伏安法在硫酸-苯胺溶液中進行聚苯胺的制備，最終通過外加電場的強化作用制作出了聚苯胺—微生物膜復合陰極，對復合陰極采用循環(huán)伏安法進行表征證明，該電極對與高氯酸根有較為明顯的降解作用。對該電極進一步的阻抗試驗發(fā)現，使用表面積約為3cm2的電極對高氯酸根的

3、降解速率為5.46×10-10mol/s，驗證了對于高氯酸鹽有降解性。同時FISH結果顯示，電極表面高氯酸鹽降解菌的所占的比例較反應器中高氯酸鹽降解菌所占比例高，因此驗證了外加電場有利于高氯酸鹽降解菌在電極表面的富集。同時，SEM掃描電極表面發(fā)現微生物與微生物、微生物與電極之間產生了細微的納米線，這些納米線起到了固定微生物以及加速溶液與電極間電子流動的作用。
　　 FISH結果證明外加電場能促進高氯酸鹽降解菌在電極表面的富集，為

4、了研究微生物附著于電極前后的群落變化，使用PCR-DGGE的方法，分析馴化污泥，電解池中污泥以及電極表面污泥的群落組成。實驗結果顯示，電極表面的污泥物種單一，測序結果表明可能為一種未報道過的高氯酸鹽降解菌。
　　 復合陰極表面SEM掃描結果能發(fā)現微生物在電極表面的附著，但是也存在微生物量偏少的情況。針對到普通聚苯胺較為致密的表面形貌，考慮使用SDS對聚苯胺進行改性，增加聚苯胺的孔隙度進行復核陰極的制作，通過進一步的成膜試驗表明，