双室微生物燃料电池重金属毒性传感器的研制

构建了双室微生物燃料电池(double microbial fuel cells,DMFC)型毒性传感器分别对Cr(Ⅵ)、Cd~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)进行在线检测研究。通过对反应器进行优化,确定DMFC在外电阻为1 000Ω时达到最大功率密度;外循环速率为0.933 4m L·min~(-1)时反应器运行较稳定。在最优条件下,通过监测铜离子来确定检测时间为60 min,清洗时间为10 min。在以上条件下进行重金属检测,结果表明4种重金属的检测范围分别为0.3~10、0.4~10、40~160、15~80 mg·L~(-1)。抑制率可以用来验证反应器的可行性,检测范围内抑制率与重金属浓度呈现一定的线性关系,其相关系数分别为0.959 7、0.979 5、0.944 1、0.936 6。并可得到相应的线性方程,这些方程可用于验证DMFC-传感器的稳定性。选取检测范围内的浓度进行验证,结果表明4种重金属的相对误差均小于11%,传感器相对稳定并可长期运行。