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微生物燃料电池去除有机氯的应用基础研究的开题报告
题目：微生物燃料电池去除有机氯的应用基础研究
一、研究背景
有机氯化合物作为一类广泛存在于水中的环境污染物质，具有难以降解、毒性强、易累积等特性，对人体健康和生态环境均产生负面影响，因此去除水中的有机氯化合物是环境保护领域的一项重要任务。目前常见的有机氯污染物治理方法主要为物化法和生物法，但物化法存在高能耗、污染物转移等问题，而生物法则可以提供有效的、环境友好的治理手段。
近年来，微生物燃料电池(Microbialfuelcell,MFC)成为了一种备受研究的生物技术，其通过微生物催化物质代谢产生电能的方式，可同时实现有机废水处理和能源回收两个目的，因此受到了广泛关注。相较于传统的生物反应器，微生物燃料电池具有容积小、系统简单、运作方便等特点，同时可在较大程度上缓解能源短缺和污染治理两大难题。因此，本研究旨在探究微生物燃料电池去除水中有机氯的应用，为有机氯化合物污染的治理提供一种有效途径。
二、研究目的
本研究的目的主要是：
1.搭建微生物燃料电池实验平台，考察其对水中有机氯单位浓度的处理效果。
2.探究微生物燃料电池处理有机氯化合物的微生物代谢机理，并分析关键性环节及其影响因素，以期优化系统处理效果。
3.基于上述研究结果，总结微生物燃料电池治理有机氯污染物的优势和不足，以期为其实际应用提供理论依据和参考方案。
三、研究内容与方法
1.实验对象
本实验所使用的有机氯污染物主要包括DCE(1,2-二氯乙烷)、TCE(烯烃类)和TCP(三氯丙烯)等化合物。
2.实验平台
本实验设计的微生物燃料电池包括阳极室、阴极室和电解液室3个区域。阳极室中种植了革兰氏阴性菌Geobactersulfurreducens，阴极室中涂覆着Pt/C催化剂，电解液室则置有滑石粉固定的离子交换膜。
3.实验过程
在实验开始前，首先将阳极室和阴极室中的微生物培养至稳定状态，以确保系统正常运转。然后，将含不同浓度有机氯污染物的水样通过阳极和阴极之间的电解液室循环通入微生物燃料电池，反应15天后记录水中有机氯污染物变化情况，并对阳极、阴极和电解液室的性质及微生物代谢产物进行分析。
4.实验指标
本实验所关注的指标主要包括：微生物燃料电池的开路电势(Opencircuitvoltage,OCV)、电压发电量(Voltagegeneration,VG)、Coulomb效率(Coulombefficiency,CE)、微生物代谢产物(Metabolites)、有机氯化合物去除率等。
四、研究意义与预期结果
微生物燃料电池以其独特的能源回收及有机污染物降解性能，成为近年来环境保护和能源利用领域广泛关注的研究课题。本研究旨在探究微生物燃料电池去除水中有机氯化合物的应用，旨在为其在有机氯污染物治理中的具体应用提供理论依据和实验基础。
预期结果：经过实验和数据分析，本研究期望得到以下结论：
1.微生物燃料电池对不同类型有机氯污染物的去除率表现出一定的差异性；
2.在微生物燃料电池系统中处理有机氯污染物可产生一定电量；
3.微生物燃料电池系统运行过程中，微生物代谢过程中的关键环节可能会受到环境因素(如温度、pH值、氧气浓度等)的影响，从而影响其处理效率和发电产量；
4.本研究可为微生物燃料电池治理有机氯化合物的应用提供实验基础和理论指导，为其在实际应用过程中提升效率和优化设计提供一定的参考。