[发明专利]利用微生物燃料电池去除-回收水中铀并同步产电的方法有效
| 申请号： | 201910256185.5 | 申请日： | 2019-04-01 |
| 公开（公告）号： | CN109942076B | 公开（公告）日： | 2020-08-28 |
| 发明（设计）人： | 栾富波;刘文彬;孟颖 | 申请（专利权）人： | 中国科学院生态环境研究中心 |
| 主分类号： | C02F3/00 | 分类号： | C02F3/00;H01M8/16;C02F103/06;C02F103/08 |
| 代理公司： | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人： | 关畅 |
| 地址： | 100085*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 利用 微生物 燃料电池 去除 回收 水中 同步 方法 | ||
1.以钛基二氧化钛纳米管阵列电极为阴极的微生物燃料电池在去除含铀废水、地下水和/或海水中铀和产电中的应用；
所述微生物燃料电池中，阳极为碳材料；
所述微生物燃料电池中，阳极室和阴极室以质子交换膜或阳离子交换膜隔开；
所述阳极室溶液中包含微生物和有机物溶液；所述微生物能够附着生长在阳极表面，氧化所述阳极室中的有机物并传递电子给阳极；所述有机物溶液为能够为所述微生物提供电子的有机污水或有机质溶液；
所述阴极室溶液为铁氰化钾溶液；
所述阳极和阴极通过外部电路连接。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述钛基二氧化钛纳米管阵列电极中，二氧化钛的晶相为锐钛矿相。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述微生物燃料电池中，所述阳极为碳纤维刷。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述有机物溶液为含有营养盐的乙酸钠溶液；
所述铁氰化钾溶液的浓度为10-100mM。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述铁氰化钾溶液的浓度为50mM。
6.一种去除含铀废水、地下水和/或海水中铀并同步产电的方法，包括：
更换权利要求1-5中任一所述微生物燃料电池中的阴极室溶液为含铀废水、地下水和/或海水，并向所述阴极室内曝气，进行微生物电还原，即在所述阴极表面富集得到二氧化铀，完成所述含铀废水、地下水和/或海水中铀的去除，同时产生电能。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述曝气步骤中，气体为氮气或由氮气和二氧化碳组成的混合气体；
所述微生物电还原步骤中，时间为8-24小时；pH值为4.0-8.0；温度为室温。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述pH值为7.0。
9.一种四价铀的回收方法，包括：
将权利要求6-8中任一项所述方法所得表面富集有二氧化铀的阴极置于回收液中进行氧化回收，反应完毕完成所述四价铀的回收；
所述回收液为稀硝酸；所述稀硝酸的质量百分浓度为1-30％。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述稀硝酸的质量百分浓度为2％；
所述氧化回收步骤中，时间为0.5-12小时；温度为室温。
11.一种利用微生物燃料电池去除水中铀、同步产电及回收四价铀的方法，包括：
权利要求6-8中任一所述方法的步骤和权利要求9-10中任一所述方法的步骤。
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