基于PPy纳米线的微型MFC阳极特性研究的任务书.docx

基于PPy纳米线的微型MFC阳极特性研究的任务书
任务书
一、任务背景
微型生物燃料电池(microbialfuelcell,MFC)是一种利用微生物（如细菌）在阳极上氧化有机废水或有机物质并产生电子的装置。利用微生物的催化作用，将有机物氧化并转化为电能，从而实现有机废水的处理和能量利用。微型MFC具有结构简单、工作稳定、体积小、制造成本低等优点。然而微型MFC的发展仍面临着电化学性能和稳定性等问题。
导电聚合物(Polyaniline,PAni)是一种有机半导体材料，具有良好的导电性能，因此被广泛应用于能源转换、传感器、电子器件等领域。最近的研究表明，基于PAni纳米线的MFC阳极具有很好的电化学催化性能和稳定性，可以大大提高MFC的发电性能。然而，该技术在微型MFC中的应用研究还比较少。
因此，本次任务拟在基于PPy纳米线的微型MFC阳极特性研究基础上，探究PAni纳米线在微型MFC中的应用性能，以期为微型MFC的应用和发展提供参考。
二、任务目的
1.掌握微型MFC工作原理及其构成要素；
2.了解PPy纳米线在微型MFC阳极中的应用特性；
3.研究PAni纳米线在微型MFC阳极中的应用特性，并比较其与PPy纳米线的区别；
4.分析PAni纳米线在微型MFC阳极中对电化学催化性能的影响，探究其提高微型MFC发电性能的机制；
5.对PAni纳米线在微型MFC中的应用进行评价，提出优化建议。
三、任务内容及实施步骤
1.任务一：微型MFC运行原理及其构成要素的研究
（1）阅读相关文献，掌握微型MFC的基本原理和构成要素。
（2）学习微型MFC的实验方法，了解常用的微生物和培养技术。
2.任务二：PPy纳米线在微型MFC阳极中的应用特性研究
（1）阅读相关文献，了解PPy纳米线在微型MFC阳极中的应用特性。
（2）分析PPy纳米线的优势和局限性，探究其在微型MFC中的应用前景。
3.任务三：PAni纳米线在微型MFC阳极中的应用特性研究
（1）阅读相关文献，了解PAni纳米线在微型MFC阳极中的应用特性。
（2）制备PAni纳米线，并研究其物理化学性质及应用特性。
4.任务四：分析PAni纳米线在微型MFC阳极中对电化学催化性能的影响
（1）制备微型MFC实验样品，采用PAni和PPy纳米线分别作为阳极。
（2）比较分析PAni纳米线与PPy纳米线阳极的电化学催化特性和发电性能。
（3）探究PAni纳米线提高微型MFC发电性能的机制。
5.任务五：PAni纳米线在微型MFC中的应用评价与优化建议
（1）对PAni纳米线在微型MFC中的应用进行评价，分析其发展前景和应用前景。
（2）提出PAni纳米线在微型MFC中的应用优化建议。
四、预期成果
1.详细阐述了微型MFC运行原理及其构成要素，并总结了PPy纳米线在微型MFC阳极中的应用特性。
2.探究了PAni纳米线在微型MFC阳极中的应用特性，并比较了其与PPy纳米线的区别。
3.分析了PAni纳米线在微型MFC阳极中对电化学催化性能的影响，并探究了其提高微型MFC发电性能的机制。
4.对PAni纳米线在微型MFC中的应用进行了具体的评价，并提出了优化建议。
五、参考文献
[1]LiX,ChenY,ZhaoH,etal.Insituelectrochemicalgenerationofbiocatalyticpalladiumnanoparticlesonconductivepolypyrrolenanotubesforefficientmicrobialfuelcell[J].JournalofPowerSources,2017,363:307-313.
[2]ZhaoZ,ZhangC,MaX,etal.Nitrogen-dopedpolyanilinemodifiedcarbonnanotubesasefficientcathodiccatalystsinmicrobialfuelcells[J].ChemicalEngineeringJournal,2017,327:45-54.
[3]FanY,HuH,LiuH.Conductingpolymer-basednanomaterialsandtheirapplications[J].Small,2014,10(14):2807-2822.