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Improved cathodic oxygen reduction and bioelectricity generation of electrochemical reactor based on reduced graphene oxide decorated with titanium-based composites.
Bioresource Technology ( IF 9.7 ) Pub Date : 2019-10-23 , DOI: 10.1016/j.biortech.2019.122319 Meng Li 1 , Yong-Guang Bi 2 , Lei Xiang 3 , Xiao-Ting Chen 3 , Yu-Jie Qin 2 , Ce-Hui Mo 3 , Shao-Qi Zhou 4
Bioresource Technology ( IF 9.7 ) Pub Date : 2019-10-23 , DOI: 10.1016/j.biortech.2019.122319 Meng Li 1 , Yong-Guang Bi 2 , Lei Xiang 3 , Xiao-Ting Chen 3 , Yu-Jie Qin 2 , Ce-Hui Mo 3 , Shao-Qi Zhou 4
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A kind of reduced graphene oxide decorated with titanium-based (RGO/TiO2) composites are successfully synthesized and employed in this current study as a novel nonprecious metal catalyst for enhancing bioelectricity generation and cathodic oxygen reduction reaction (ORR) in single chamber microbial fuel cells (MFCs). Compared with commercial Pt/C, RGO/TiO2 shows obviously enhanced oxygen reduction reaction activity due to the appropriately-permeated, large electrochemical active area, enough exposure of electrocatalytic active sites of RGO/TiO2. The air-cathode MFC with RGO/TiO2-1 cathode achieves 1786.7 mW m-3 of power density, 86.7% ± 1.2% of COD removal and 31.6% ± 1.1% of CE, which are higher than commercial Pt/C. Moreover, RGO/TiO2-1 cathode exhibits high-effective electrocatalytic activity, and the power density of RGO/TiO2-1 can keep a stable level and only has a minor decline (5.35%) during 30-cycles operation. These results indicate that RGO/TiO2-1 is a potential cathode catalyst, markedly enhancing cathode ORR, wastewater treatment efficiency, and bioelectricity generation of MFC.
中文翻译：
基于钛基复合材料修饰的氧化石墨烯，可改善电化学反应器的阴极氧还原能力和生物发电能力。
已成功合成了一种装饰有钛基（RGO / TiO2）复合材料的还原型氧化石墨烯，并在本研究中用作新型非贵金属催化剂，用于增强单室微生物燃料电池中的生物发电和阴极氧还原反应（ORR）。 （MFC）。与适当的Pt / C相比，RGO / TiO2的渗透性好，电化学活性面积大，RGO / TiO2的电催化活性部位暴露量大，氧还原反应活性明显增强。具有RGO / TiO2-1阴极的空气阴极MFC可实现1786.7 mW m-3的功率密度，86.7％±1.2％的COD去除率和31.6％±1.1％的CE，均高于商用Pt / C。此外，RGO / TiO2-1阴极具有高效的电催化活性，RGO / TiO2-1的功率密度可以保持一个稳定的水平，并且在30个循环的操作中只有很小的下降（5.35％）。这些结果表明，RGO / TiO2-1是潜在的阴极催化剂，显着提高了阴极ORR，废水处理效率和MFC的生物发电能力。
更新日期：2019-10-23
中文翻译：
基于钛基复合材料修饰的氧化石墨烯，可改善电化学反应器的阴极氧还原能力和生物发电能力。
已成功合成了一种装饰有钛基（RGO / TiO2）复合材料的还原型氧化石墨烯，并在本研究中用作新型非贵金属催化剂，用于增强单室微生物燃料电池中的生物发电和阴极氧还原反应（ORR）。 （MFC）。与适当的Pt / C相比，RGO / TiO2的渗透性好，电化学活性面积大，RGO / TiO2的电催化活性部位暴露量大，氧还原反应活性明显增强。具有RGO / TiO2-1阴极的空气阴极MFC可实现1786.7 mW m-3的功率密度，86.7％±1.2％的COD去除率和31.6％±1.1％的CE，均高于商用Pt / C。此外，RGO / TiO2-1阴极具有高效的电催化活性，RGO / TiO2-1的功率密度可以保持一个稳定的水平，并且在30个循环的操作中只有很小的下降（5.35％）。这些结果表明，RGO / TiO2-1是潜在的阴极催化剂，显着提高了阴极ORR，废水处理效率和MFC的生物发电能力。
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