阴极电活性微生物吸收电子性能的强化策略研究
发布时间：2021-11-14 21:33
微生物电合成技术（Microbial electrosynthesis,简称MES）是指微生物通过摄取胞外固体电极的电子,还原CO2或其他氧化态物质,生成胞外有机物或还原态无机物的一种技术,因其具有不占用耕地、能源形式清洁等优点,在合成化学制品、温室气体减排、和农业环境修复等领域具有广泛的应用前景。MES中起关键作用的微生物被称为阴极电活性微生物（Cathodic electroactive microorganisms,简称CEAM）。目前,CEAM电合成的效率仍然低下,限制了其扩大化与商业化应用。CEAM与胞外固态载体电子交换时会形成电活性生物膜（Electroactive biofilms,简称EAB）,通常阴极EAB的形成难度比阳极EAB大,耗时比阳极EAB长,也是MES技术难以走向实际应用的一个关键技术难点。然而,目前提高MES性能的研究主要集中在阴极材料的改造、MES的构型设计和阴极微生物的选取等方面,鲜有对CEAM个体或对阴极EAB的成膜过程进行改造的研究。基于此,本论文以MES中的CEAM为出发点,综合运用电化学及分子生物学手段,分别研究1)青霉素...
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微生物电合成池工作原理
图 1-2 添加（A）表面活性剂和（B）信号分子提高微生物（膜）产电呼吸能力的原理Fig. 1-2 Mechanisms of improvement on electricigenic respiration of AEAM/EAB with additionof (A) surfactants and (B) signal molecules.1.5.2 施加物理作用相较于投加化学试剂，施加物理作用的调控方法具有无毒性试剂残留、效率高和参数易于控制的优点[61, 62]。BES 中的阳极 EAB 会不断积累死细胞，对产电效果造成不利的影响。常规的膜生物反应器通常使用超声、旋转、机械清理等物理方法能有效去除生物膜中的死细胞，这些物理方法同样被用来优化阳极 EAB（图 1-3）。Islam 等[63]在 BES 电流值下降到最低时利用低频超声清除死细菌层恢复了 230 ±10 μA 的稳定值。Katz 等[64]发现磁场可以通过增大电极-溶液界面处电子转移的速度从而影响与电极相连的酶组件的生物电催化转化，进而显著提高电子的传递效率。
图 1-2 添加（A）表面活性剂和（B）信号分子提高微生物（膜）产电呼吸能力的原理Fig. 1-2 Mechanisms of improvement on electricigenic respiration of AEAM/EAB with additionof (A) surfactants and (B) signal molecules.1.5.2 施加物理作用相较于投加化学试剂，施加物理作用的调控方法具有无毒性试剂残留、效率高和参数易于控制的优点[61, 62]。BES 中的阳极 EAB 会不断积累死细胞，对产电效果造成不利的影响。常规的膜生物反应器通常使用超声、旋转、机械清理等物理方法能有效去除生物膜中的死细胞，这些物理方法同样被用来优化阳极 EAB（图 1-3）。Islam 等[63]在 BES 电流值下降到最低时利用低频超声清除死细菌层恢复了 230 ±10 μA 的稳定值。Katz 等[64]发现磁场可以通过增大电极-溶液界面处电子转移的速度从而影响与电极相连的酶组件的生物电催化转化，进而显著提高电子的传递效率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于直接接触的微生物胞外电子传递[J]. 孔冠楠,许玫英,杨永刚. 微生物学报. 2017(05)
[2]微生物细胞通透性改善方法与策略[J]. 赵伟睿,胡升,黄俊,梅乐和. 中国生物工程杂志. 2014(03)
本文编号：3495382
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微生物电合成池工作原理
图 1-2 添加（A）表面活性剂和（B）信号分子提高微生物（膜）产电呼吸能力的原理Fig. 1-2 Mechanisms of improvement on electricigenic respiration of AEAM/EAB with additionof (A) surfactants and (B) signal molecules.1.5.2 施加物理作用相较于投加化学试剂，施加物理作用的调控方法具有无毒性试剂残留、效率高和参数易于控制的优点[61, 62]。BES 中的阳极 EAB 会不断积累死细胞，对产电效果造成不利的影响。常规的膜生物反应器通常使用超声、旋转、机械清理等物理方法能有效去除生物膜中的死细胞，这些物理方法同样被用来优化阳极 EAB（图 1-3）。Islam 等[63]在 BES 电流值下降到最低时利用低频超声清除死细菌层恢复了 230 ±10 μA 的稳定值。Katz 等[64]发现磁场可以通过增大电极-溶液界面处电子转移的速度从而影响与电极相连的酶组件的生物电催化转化，进而显著提高电子的传递效率。
图 1-2 添加（A）表面活性剂和（B）信号分子提高微生物（膜）产电呼吸能力的原理Fig. 1-2 Mechanisms of improvement on electricigenic respiration of AEAM/EAB with additionof (A) surfactants and (B) signal molecules.1.5.2 施加物理作用相较于投加化学试剂，施加物理作用的调控方法具有无毒性试剂残留、效率高和参数易于控制的优点[61, 62]。BES 中的阳极 EAB 会不断积累死细胞，对产电效果造成不利的影响。常规的膜生物反应器通常使用超声、旋转、机械清理等物理方法能有效去除生物膜中的死细胞，这些物理方法同样被用来优化阳极 EAB（图 1-3）。Islam 等[63]在 BES 电流值下降到最低时利用低频超声清除死细菌层恢复了 230 ±10 μA 的稳定值。Katz 等[64]发现磁场可以通过增大电极-溶液界面处电子转移的速度从而影响与电极相连的酶组件的生物电催化转化，进而显著提高电子的传递效率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于直接接触的微生物胞外电子传递[J]. 孔冠楠,许玫英,杨永刚. 微生物学报. 2017(05)
[2]微生物细胞通透性改善方法与策略[J]. 赵伟睿,胡升,黄俊,梅乐和. 中国生物工程杂志. 2014(03)
本文编号：3495382
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3495382.html
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