Page 26 - 《精细化工》2021年第9期

·1740· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

铵（PDDA）改性碳毡（CF），制备了 PDDA-CF 阳 性能。JIAN 等 [28] 通过构建双室 MFC，采用电化学
极，由于 PDDA-CF 与污泥带相反电荷，在静电引 沉积 法制备了 Fe 2 O 3 - 聚苯胺 - 多 巴胺复 合碳 毡
力的作用下，其加速了胞外电子在电极表面的聚集， （Fe 2 O 3 -PDHC/CF）阳极，具体制备方案如图 2a 所
使 PDDA-MFC 的启动时间明显缩短，仅为 CF-MFC 示。Fe 2 O 3 的高导电性协同聚苯胺-多巴胺的良好生
的 7.5%。活性艳红 X-3B 的脱色率和 COD 去除率在 物相容性，加速了细菌与阳极之间的胞外电子传递，
24 h 分别达到 95.94%和 64.24%，分别比 CF-MFC 从而有效地降低阳极的电阻，使 MFC 表现出优异的
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高 41.5%和 51.2%，并且输出 537.8 mW/m 的功率 生物降解性及电化学性，在运行 120 h 后，吲哚的降
密度。此外，聚合物复合其他物质共同修饰阳极， 解效率可达90.3%，最大输出功率密度为3184.4 mW/m 2
在 MFC 降解污染物及产电方面同样表现出优良的 （图 2b、c）。

图 2 Fe 2 O 3 -PDHC/CF 阳极制作示意图（a），吲哚降解效率（b），极化和功率密度曲线（c） [28]
Fig. 2 Schematic of the fabrication of Fe 2 O 3 -PDHC/CF anode (a), degradation efficiency of indole (b) and power density and
cell polarization curves (c) [28]

因此，基于导电聚合物及其复合物的优良特性， 30 d 内 COD 去除率为 91.66%。MIDYUROVA [29] 研
增加电极的比表面积、改变电极电位及亲/疏水性、 究了碳布（CC）/PANI 作为空气阴极 MFC 运行的
提高电导率及运行稳定性可为 MFC 的实际应用提 稳定性，结果表明，电沉积 PANI 对氧化还原具有较
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供更多可能，但在实验方法及步骤方面还需进一步 高的催化活性，输出的功率密度为 0.011 mW/m ，有
简化以实现更高的产业价值。 机物降解率接近 56%。
2.2 导电聚合物/复合物修饰阴极强化 MFC 产电及 研究表明，在金属化合物表面修饰聚苯胺纳米
有机污染物降解 复合材料可以提高阴极材料的充放电性能和循环能
PPy 和 PANI 因制备简单、导电率高和快速可逆的 力 [46] 。PATTANAYAK 等 [47] 采用原位氧化聚合法制
掺杂-脱掺杂能力而成为潜在的催化剂应用材料 [45] 。 备了 PANI-co-PPy@TiO 2 纳米复合材料，并将 TiO 2
PATTNAYAK 等 [26] 将无金属 N/S 共掺杂“角蛋白” 纳米粒子包裹在 PANI-co-PPy 聚合物中，对改性阴
与聚(吡咯-苯胺)和氧化石墨烯复合，作为 MFC 的阴 极进行 ORR 测试，功率密度是 Pt/C 电极的 2.03 倍，
极催化剂，3 种组分协同作用增强了电导率、电子 COD 去除率为 90.48%±2.71%。YAN 等 [48] 采用 Gr 和
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和离子传输路径，最大功率密度为(763±38) mW/m ， PANI 对单室空气阴极 MFC 进行电极修饰，通过引入