一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器

技术特征：
1.一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，用于检测水体中的磷酸盐浓度，包括：反应室，所述反应室内设置有质子交换膜（3），所述质子交换膜将所述反应室分隔为阴极室（2）和阳极室（1），所述反应室上对应所述阳极室的位置设置有阳极进液口（12），所述反应室上对应所述阴极室的位置设置有阴极进液口（23）；阳极（11），位于所述阳极室内；阴极（21），位于所述阳极室内；外接电阻（4），一端与所述阳极电连接，另一端与所述阴极电连接；参比电极，位于阴极室内，靠近阴极设置；其特征在于，所述阴极为载镧空气阴极。2.根据权利要求1所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，其特征在于，所述载镧空气阴极为载镧碳基空气阴极。3.根据权利要求2所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，其特征在于，所述空气阴极包含气体扩散层和催化层，所述催化剂层为附着在所述气体扩散层上的镧碳复合催化剂形成的，所述气体扩散层与所述反应室外部连通；所述镧碳复合催化剂，为硝酸镧与粉末碳材料混合后煅烧而成。4.根据权利要求3所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，其特征在于，所述催化层上镧的负载量为10%。5.根据权利要求3所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，其特征在于，所述粉末碳材料为炭黑、活性炭和介孔碳中的一种或多种。6.根据权利要求2或3所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，其特征在于，载镧碳基空气阴极的制备方法如下：s1，将硝酸镧溶液与碳材料充分混合、过滤、烘干，在900℃下煅烧，得镧碳复合催化剂，其中，煅烧产物中镧/碳的质量比为1:10；s2，将聚四氟乙烯（ptfe）溶液涂布在碳布一侧，自然晾干后于300℃下煅烧；s3，将镧碳复合催化剂与ptfe溶液充分混合，涂布在碳布另一侧，自然晾干后于300℃下煅烧。7.根据权利要求1所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，其特征在于，所述反应室上对应所述阳极室的位置设置有阳极出液口（13），所述反应室上对应所述阴极室的位置设置有阴极出液口（24）。8.根据权利要求6所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，其特征在于，还包括：阳极进液泵（8），所述阳极进液泵与所述阳极进液口连接；阴极进液泵（9），所述阴极进液泵与所述阴极进液口连接；所述阳极进液口、阳极出液口、阴极进液口和阴极出液口上均设置有电磁阀。9.根据权利要求8所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，其特征在于，所述阳极进液泵和阴极进液泵为蠕动泵；还包括plc系统（7），与蠕动泵和电磁阀连接用于控制反应室进样、排液与清洗。10.根据权利要求1-5和7-8任一项所述的一种载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感
器，其特征在于，还包括：数据采集系统（5），与所述阳极、阴极和参比电极相连接，用于测量阴阳两极电压和阴极电势；计算机（6），与数据采集系统相连接，用于获取采集的电信号，并将采集的电讯号转换为磷酸盐浓度信号。

技术总结
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种微生物燃料电池型磷传感器，用于检测水体中的磷酸盐浓度，包括：反应室，反应室内设置有质子交换膜，质子交换膜将反应室分隔为阴极室和阳极室，反应室上对应阳极室的位置设置有阳极进液口，反应室上对应阴极室的位置设置有阴极进液口；阳极，位于阳极室内；阴极，位于阳极室内；外接电阻，一端与阳极电连接，另一端与阴极电连接；参比电极，位于阴极室内，靠近阴极设置；阴极为载镧空气阴极。本发明提供的载镧空气阴极微生物燃料电池型磷传感器，将传统的微生物燃料电池阴极进行了功能改造，通过使用载镧空气阴极，提高了磷酸盐对产电微生物产电性能的影响，实现了对阴极室水体磷酸盐浓度的实时传感。时传感。时传感。


技术研发人员：汪东亮 卫俊杰 李于晓 何嘉庆 文悦 曹雨
受保护的技术使用者：湖北理工学院
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2023/1/31