阳极表面积对生物电化学传感器的性能影响研究

作者：吴小雨; 梁翘楚^*; 张杨^*

来源：工业用水与废水, 2023, 54(02): 69-74.

• 生物电化学传感器
• 水质监测
• 生化需氧量
• 阳极表面积
• 微生物群落结构

以生物电化学系统(BES)为基础提出了一种BOD水质监测传感器，探究了生物电化学传感器产生的电信号与底物BOD值之间的相关关系，并评估了阳极表面积对其性能的影响。采取循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)对其生物活性和电子传递能力进行了讨论，并利用微生物多样性分析其阳极界面上的微生物均匀度和丰富度。研究结果表明，完整碳刷和1/2碳刷传感器的最大电流都达到了1.18 mA，而1/4碳刷的只有0.5 mA。完整碳刷和1/2碳刷传感器在不同时间下的BOD-电流拟合曲线的R2值在3 min时高达0.9, 1/4碳刷在2 min时，R2值达到了0.9以上。完整碳刷、 1/2碳刷和1/4碳刷的负峰电位接近，峰值电流密度逐渐提高。1/2碳刷的微生物菌群分布较为均匀。3种表面积的碳刷阳极都具有较高的传感器性能，其中，1/2碳刷阳极整体利用效率最高。容积为236 m L的BOD监测传感器，利用碳刷作为阳极时，阳极的表面积为1 193.13 cm2比较合适。

• 单位
  青岛科技大学