碳纳米材料修饰阳极电极对微生物燃料电池传感器水体毒性检测灵敏度的影响

余登斌 江岚 王沛 李婷 董绍俊

引用本文: 余登斌,  江岚,  王沛,  李婷,  董绍俊. 碳纳米材料修饰阳极电极对微生物燃料电池传感器水体毒性检测灵敏度的影响[J]. 分析化学, 2018, 46(7): 1032-1038. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171372 shu
Citation:  YU Deng-Bin,  JIANG Lan,  WANG Pei,  LI Ting,  DONG Shao-Jun. Effect of Anode Electrode Modified with Carbon Nanomaterials of Microbial Fuel Cell-based Sensor on Detection Sensitivity of Water Toxicity[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2018, 46(7): 1032-1038. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171372 shu

碳纳米材料修饰阳极电极对微生物燃料电池传感器水体毒性检测灵敏度的影响

  • 基金项目:

    本文系国家重大科学仪器设备开发专项(No.2013YQ170585)、国家重点研发计划项目(No.2016YFA02032030)、国家自然科学基金项目(No.21675151)和吉林省与中国科学院科技合作高技术产业化专项资金项目(No.2018SYHZ0025)资助

摘要: 微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)传感器检测水体毒性灵敏度偏低是阻碍其实际应用的瓶颈之一。本研究利用多壁碳纳米管(MWNT)和导电炭黑(GCB)修饰石墨毡(GF),作为阳极电极启动MFC传感器。考察了碳纳米材料修饰阳极电极对MFC传感器电化学性能及水体毒性检测灵敏度的影响。结果表明,GCB和MWNT修饰的电极比未修饰的电极内阻小,MFC的功率输出由大到小的顺序为:GCB/GF-MFC(2.63 W/m2) > MWNT/GF-MFC(2.56 W/m2) > GF-MFC(2.09 W/m2)。以3,5-二氯苯酚(DCP)作为模型毒物进行毒性检测实验,10 mg/L DCP对3个MFC毒性传感器的平均抑制率为:MWNT/GF-MFC(31.8%) > GCB/GF-MFC(26.3%) > GF-MFC(20.1%),碳纳米材料修饰阳极电极组装MFC的毒性检测灵敏度均有所提高,MWNT/GF-MFC灵敏度最高。本研究对MFC型传感器在水污染预警中的实际应用研究提供了参考。

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  • 收稿日期:  2017-10-25
  • 修回日期:  2018-05-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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