双室MFC对含Cu(Ⅱ)废水处理效能及其产电性能的影响

微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)可利用微生物将化学能转化为电能,并实现重金属的去除与还原回收.本研究构建了一种双室MFC用于处理含Cu2+的重金属废水,以探究不同初始浓度及阴极电极材料下MFC的产电性能和Cu2+的去除效果.结果表明,当阴极电极材料为不锈钢且阴极中Cu2+的初始浓度由10mg/L增大至200 mg/L时,Cu2+的去除率由85.37％增大至98.16％(120 h),最大输出电压和功率密度分别为257 mV和36.75 mW/m2.当阴极电极材料为石墨板、钛片时,Cu2+的去除率分别为99.02％、98.27％,此时的最大输出电压和功率密度分别是不锈钢的1.45倍、1.18倍和1.71倍1.28倍.对阴极上附着的产物进行扫描电镜分析,Cu2+在阴极发生了还原反应,生成了单质铜.本研究可以为实现MFC高效回收重金属提供理论依据,对利用MFC解决环境污染和能源短缺问题有重要意义.