| 侧链型磺化聚芳醚阳离子交换膜在微生物燃料电池中的应用 |
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| 引用本文： | 胡朝霞,李江涛,严小波,鞠荣茂,陆瑶,高颖,陈罕雯,陈守文.侧链型磺化聚芳醚阳离子交换膜在微生物燃料电池中的应用[J].高分子学报,2016(7):880-886. |
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| 作者姓名： | 胡朝霞 李江涛 严小波 鞠荣茂 陆瑶 高颖 陈罕雯 陈守文 |
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| 作者单位： | 南京理工大学 环境与生物工程学院 南京 210094 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(基金号 21276128;21006052)、江苏省自然科学基金(基金号BK20141398)和中央高校基本科研业务费专项资金(项目号 30920130121014)资助项目. |
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| 摘 要： | 采用芳香亲核取代反应及溶液铸膜法,制备了一系列具有不同离子交换容量(IEC)的侧链型磺化聚芳醚砜(s SPFAE)阳离子交换膜,并作为分离膜应用于微生物燃料电池(MFC).研究了s SPFAE膜在双室MFC中产电性能并与商用阳离子交换膜进行了对比.s SPFAE膜的IEC为0.97~1.56 mmol/g,厚度约为80μm,在30℃时吸水率为20.9%~41.7%,电导率达到27.3~60.5 m S/cm,高于商用膜(22 m S/cm,420μm).对采用s SPFAE膜的MFC,根据峰功率密度法及极化曲线斜率法得到的MFC内阻约为29~64Ω,随着IEC的升高而降低,库伦效率达到47.7%~55%,其中s SPFAE-1.56膜的最大功率密度达到657.3 m W/m~2,且s SPFAE膜均表现出优于商用膜的产电性能.利用模拟等效电路对整个MFC系统进行EIS分析,结果表明阳极扩散内阻占这类MFC系统总内阻的87%~90%.结合循环伏安曲线、电化学阻抗谱测试及电极电势分析结果,表明分离膜对两极室间物质传递及阳极扩散阻抗有较大的影响.
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| 关 键 词： | 微生物燃料电池 分离膜 侧链磺化 磺化聚芳醚 扩散阻抗 |
Cation Exchange Membranes based on Side-chain Type Sulfonated Poly(aryl ether) s for Microbial Fuel Cell Applications |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Microbial fuel cell Separator Side-chain sulfonation Sulfonated poly (aryl ether) Diffusion resistance |
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