成 岳，范小丰，余宏伟，潘 托

（景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403）

纳米MnO2的制备及在MFC中处理生活污水的应用研究

成 岳，范小丰，余宏伟，潘 托

（景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403）

采用一步氧化还原法室温制备了MnO2纳米颗粒，用XRD，FT-IR,SEM和TEM进行了表征。结果表明，制备的MnO2纳米颗粒大小均匀， 为无定型的δ-MnO2，粒度为10-20 nm。用制备的纳米MnO2制成MnO2/Pt/C电极后，以电压、电流密度、功率密度、COD去除率、pH值等为试验指标,考察了其在MFC中处理生活污水中的应用效果。在MFC中生产的最大功率是360 mW·m-2，而相同条件下的Pt/C催化剂的最大功率密度为176 mW·m-2，MnO2/C催化剂的最大功率密度为149 mW·m-2。使用MnO2/Pt/C阴极催化剂后废水COD的降解率为78%，比之相同条件下Pt/C催化剂的COD降解率67%要高。

纳米二氧化锰；阴极催化剂；微生物燃料电池；生活废水；功率密度

0 引 言

微生物燃料电池(Microbial fuel cell, MFC)是一种以产电微生物为阳极催化剂将有机物中的化学能直接转化为电能的装置[1,2]。微生物燃料电池(MFC)技术的污水处理工艺，不仅 可以在温和的条件下运行，而且可直接用于各种有机废物，无机物质作为原材料等优点[3]，更重要的是，能够降解污染物的同时发电[4-5]，这一革命性的废水处理工艺国内国外近年来成为学术界的一个热门话题[6-8]。然而MFC阴极催化剂最常用的材料是铂，其价格昂贵，不利于实际应用，因此寻找廉价，高效的新型阴极催化剂是该领域重要的研究方向。研究表明，锰氧化物对废水中的多种污染物具有很强的吸附，催……