在过渡金属氧化物中，由于锰丰度高、成本低和催化活性可调节[3]，MnO2 通常用途更广 泛。并且 MnO2 材料还具有环境友好和电化学性能优良等特点。Lv 等人[16]表明，过渡金属氧 化物修饰炭毡电极,能有效地促进细胞外电子从产电微生物转移到阳极。Zhang 等人[17]通过电 沉积 MnO2 于碳毡上，制备出一种新型阳极。MnO2 电聚合在 BESs 阳极上时，测得 BESs 最 大功率密度为 3580±130mW/m2。其中，相比α-MnO2 和γ-MnO2，β-MnO2 的平均氧化态和比表面积更大，因此表现出的催化性能也最好[18]，所以本研究选择了β-MnO2 来修饰电极。但固态 MnO2 很 难固 定 在 石墨 毡 表面 ， 需 要有 粘 结剂 作 用。 Yuan 等 人 [19] 通 过 Nafion 溶 液将 MnO2/PPy/MnO2 壁纳米管涂布在碳布电极表面。Lv 等人[1]将 PPy 与氧化石墨烯的复合材料电 沉积于 GF 电极上，作为 BESs 阳极，显示出了更优良的产电特性以及长期稳定性。这些表明 了 PPy 的掺入，能够实现 MnO2 改性电极。PPy 具有高导电性，更利于修饰电极和电子转移[3]。 例如，在 BESs 中应用 PPy 修饰碳布电极作为阳极，最大功率密度可达 32。7±3。0W/cm2。但在 BESs 阳极室中，就 PPy/MnO2 复合物对提高难降解有机物的降解性能方面的重要作用，还未 有过研究报道。此外，传统的 PPy/MnO2 复合物修饰电极方法是通过 Nafion 溶液将其电沉积 在电极表面。但再铸 Nafion 膜比较脆弱，且机械性能差[20]，因此该方法需改进。最重要的是， Nafion 溶液市场价格昂贵，不适合实际应用。因此本文研究 PPy/β-MnO2 复合物改性阳极的合 成以及其在生物电化学系统中强化苯酚降解的应用。

1。3。2 研究内容

本文基于国内外改性电极的最新成果，选择用水热法合成的β-MnO2 改性石墨毡电极，

应用于 BESs 中，降解含有苯酚的人工模拟废水。本文用于表征修饰电极的方法有场发射扫描 电子显微镜（FE-SEM）、拉曼光谱（Raman）、X 射线光电子能谱测试（XPS）、循环伏安 法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和计时电位法（CA）。在 BESs 中，分别同时设置空白 GF， PPy 修饰 GF 以及 PPy/β-MnO2 修饰 GF 作阳极，比较它们在 BESs 中对苯酚的催化降解性能。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

其中研究的主要内容包括以下四个方面：

（1）β-MnO2的表征；

（2）PPy改性石墨毡电极的制备和PPy/β-MnO2改性石墨毡电极的制备；

（3）改性电极的表征

（4）改性电极的应用：将PPy/β-MnO2改性电极作为BESs阳极，接种Shewanella oneidensis MR-1和厌氧污泥，降解含有苯酚的人工模拟废水；同时以PPy改性石墨毡阳极和空白石墨毡 阳极作为平行对照实验组；

（5）比较不同BESs的苯酚降解率、COD去除率及库仑效率，并对PPy/β-MnO2改性石墨 毡电极的性能进行评价。