[发明专利]一种农业固废资源化利用方法

权利要求书

1.一种农业固废资源化利用方法，其特征在于，所述农业固废为天然生物质材料，将其制成生物质电极，并制成以该生物质电极为阳极的MFCs。

2.如权利要求1所述的农业固废资源化利用方法，其特征在于，所述农业固废包括芦苇、莲房和棉花中的任意一种。

3.如权利要求1所述的农业固废资源化利用方法，其特征在于，所述天然生物质电极为三维大孔结构，孔径为300～500μm。

4.如权利要求1所述的农业固废资源化利用方法，其特征在于，所述生物质电极的制备方法为：

步骤1)：将收集的农业固废收集，即天然生物质材料经过去离子水反复冲洗2～3次，去除其表面杂质；

步骤2)：将步骤1)得到的天然生物质材料真空干燥，去除所含水分；

步骤3)：将步骤2)得到的天然生物质材料分别置于碳化炉中经过热稳定及碳化过程形成生物质电极。

5.如权利要求4所述的农业固废资源化利用方法，其特征在于，所述步骤2)中真空干燥的温度为85℃，时间为12h以上。

6.如权利要求4所述的农业固废资源化利用方法，其特征在于，所述步骤3)具体为：将步骤2)得到的天然生物质材料置于管式炉中，随后抽真空，并连续通入氮气碳化处理，碳化处理的升温过程为：以5℃/min的升温速率升温至900℃，保温3h；待炉膛内温度降至室温后，取出碳化后的天然生物质材料，即为生物质电极。

7.如权利要求4所述的农业固废资源化利用方法，其特征在于，将步骤3)制得的生物质电极制成以该生物质电极为阳极的MFCs，即生物质电极作为双室MFCs阳极，阴极采用碳毡，采用阳离子交换膜作为隔膜，接种源为湿地沉积物，阳极液包括0.2g/L C₆H₁₂O₆、0.2g/LNaHAc及50mM PBS溶液，阴极液包括1.0g/L NaHCO₃、1.42g/L NaNO₃及50mM PBS溶液；阴极电子受体采用曝气复氧的方法，其曝气量为80L/h，每24h用去离子水补充因挥发而损失的水分。

8.如权利要求7所述的农业固废资源化利用方法，其特征在于，所述阳极液、阴极液中的PBS溶液的配方相同，均包括0.13g/L KCl、0.31g/L NH₄Cl、6.57g/L K₂HPO₄及2.88g/LKH₂PO₄。

9.如权利要求7或8所述的农业固废资源化利用方法，其特征在于，将所述MFCs外接电阻1000Ω，当农业固废为莲房时，生物质电极的最大输出电压为630±40mV，最大体积输出功率为4.42W/m³；当农业固废为芦苇时，生物质电极的最大输出电压为625±8mV，最大体积输出功率为2.13W/m³，当农业固废为棉花时，生物质电极的最大输出电压为516±15mV，最大体积输出功率为0.77W/m³。