微生物電解池中五種陰極材料還原Co(Ⅱ)研究.pdf

1、Co(Ⅱ)的回收是廢舊鋰離子電池中回收鈷的一個(gè)關(guān)鍵性步驟，但是目前的回收方法會(huì)消耗大量化學(xué)藥品和能量。前期研究在微生物電解池(MECs)中使用碳?xì)株帢O，僅需很少的電能輸入，就可將Co(Ⅱ)還原并產(chǎn)氫。本文通過(guò)評(píng)價(jià)泡沫鎳(NF)、不銹鋼網(wǎng)(SSM)、碳布(CC)、鈦片(TS)和泡沫鎳負(fù)載石墨烯(NF+G)五種不同陰極MECs對(duì)Co(Ⅱ)的還原和產(chǎn)氫性能，為規(guī)?；?、低成本MECs回收Co(Ⅱ)的實(shí)際應(yīng)用提供初步理論依據(jù)和保證。在外加電壓0.

2、7V時(shí)，五種陰極MECs對(duì)Co(Ⅱ)的去除基本一致;當(dāng)外加電壓從0.2 V升高至0.5 V時(shí)，SSM、CC、TS和NF+G四種陰極對(duì)Co(Ⅱ)的還原率逐漸增加，為31.8±6.0％(0.2 V)-72.2±4.6％(0.5 V)，均高于相同外加電壓下NF陰極對(duì)Co(Ⅱ)的還原率(16.5±1.8％-53.4±2.2％);Co(Ⅱ)還原與產(chǎn)氫存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，低外加電壓下，Co(Ⅱ)比H+更易得到電子，陰極效率較高，相比于Co(Ⅱ)還原，產(chǎn)氫

3、較易受電壓影響，產(chǎn)氫速率隨電壓的增加而顯著增加;溶解氧的存在降低MECs系統(tǒng)性能，溶解氧為1.0 mgL比5.4 mg/L利于Co(Ⅱ)還原和產(chǎn)氫;沉積在陰極表面的單質(zhì)鈷促進(jìn)產(chǎn)氫，隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，五種陰極對(duì)Co(Ⅱ)的還原率逐漸下降，而產(chǎn)氫速率逐漸升高，最終趨于一致。SSM、TS、CC和NF+G四種陰極對(duì)Co(Ⅱ)的還原率基本相同，但是均高于NF，而四種陰極中SSM的具有明顯的優(yōu)勢(shì)，成本低廉，易于制造，這為其大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用提供了