产电微生物 微生物燃料电池 电子传递 微生物膜论文

1、 产电微生物论文：海洋沉积物中产电微生物筛选及其应用基础研究【中文摘要】采用天然海水和海泥构建了海洋沉积物微生物燃料电池,电流输出可达到0.07 A/m2。这验证了海洋沉积物中是有产电微生物存在的。采用微生物分离纯化的方法在阳极表面分离了一株厌氧微生物,通过分子生物学的方法鉴定表明该微生物是一种硫酸盐还原菌(SRB),属于脱硫弧菌属。为了验证该微生物的电活性,通过计时电流法在工作电极表面施加一个恒定电压作为微生物燃料电池的阳极室。在不同的极化电压条件下阳极电流都能产生,说明该SRB能作为生物催化剂氧化有机物产生电能。在0.0 V极化条件下最大电流密度值为0.33±0.01 A/m2。

2、为了研究该SRB与阳极之间电子传递机理,本文采用了一系列的电化学测试方法、扫描电镜观察和生长曲线的测定来研究该SRB在极化和非极化条件下石墨电极表面的电化学活性。结果表明该SRB在没有外加氧化还原介体情况下对于增强胞外电子传递起到了关键的作用。扫描电镜观察发现在电极表面上形成了一层电活性微生物膜,这种微生物膜可以加强SRB与石墨电极之间的电子传递过程。将该产电微生物应用于传统的双室微生物燃料电池,电流密度有明显的增长达到最大值17.5 mA/m2。电池对外输出功率最大为1.4 mW/m.【英文摘要】A marine microbial fuel cell (MFC) was construct

3、ed using natural seawater and sediments which reached a maximum current density of 0.07 A/m2. Electrical current could be harvested from marine sediments by embedding the anode that enriched electrochemically active microorganisms. An anaerobic microorganism was isolated from the anode surface of ma

4、rine MFC using separation and purification methods. It can be inferred from molecular biology that the pure strain was a kind of sulphate reducing bacteria (SRB) an.【关键词】产电微生物 微生物燃料电池 电子传递 微生物膜【英文关键词】Electrochemically active microorganisms Microbial fuel cell Electron transfer Biofilm【目录】海洋沉积物中产电微生物

5、筛选及其应用基础研究摘要6-7Abstract7-8第一章 绪论9-261.1 研究背景91.2 微生物燃料电池9-15 MFC的工作原理10 MFC的基本构造和组成10-13 MFC的应用前景13 沉积物MFC13-151.3 产电微生物15-24 产电微生物的定义15 产电微生物的类别15-18 在MFC中产电微生物的产电机制18-19 在MFC中产电微生物的产电能力19-20 用于纯的产电微生物研究的MFC构型20-22 产电微生物和微生物腐蚀22-241.4 本课题的主要研究内容、目的及意义24-26 研究目的和意义24 主要研究内容24-26第二章 海洋沉积物中产电微生物的筛选26-

6、382.1 实验部分26-32 实验材料和介质准备26 海洋沉积物MFC的组装26-27 电压采集系统的建立27-29 MFC电压的测量及相关物理量的计算29 微生物分离纯化及鉴定29-322.2 海洋沉积物MFC的运行32-342.3 微生物分离纯化及鉴定34-37 微生物的培养与准备38 电化学实验装置38-39 电化学实验39-40 MPN法绘制微生物生长曲线和环境参数的测量40-42 扫描电子显微镜电极表面观察42 双室型MFC的建立与运行42-44 双室型MFC电压的测量及相关物理量的计算44-453.2 产电微生物的电活性研究45-62 产电性的验证45-46 极化电压对输出电流的

7、影响46-47 基底浓度对输出电流的影响47-48 在极化和非极化条件下微生物的生长曲线和环境参数的测量48-51 在极化和非极化条件下石墨电极表面扫描电镜（SEM）观察51-52 在非极化条件下石墨电极的开路电位特征52-53 在极化和非极化条件下石墨电极的循环伏安曲线特征53-57 在极化和非极化条件下石墨电极的电化学阻抗特征57-60 微生物的产电机理分析60-623.3 产电微生物在微生物燃料电池中的应用62-673.4 本章小结67-68第四章 海洋微生物对碳钢腐蚀行为的影响68-814.1 实验部分68-69 实验材料和介质68 电化学实验68-69 微生物分析694.2 16Mn钢的开路电位变化特征69-704.3 16Mn钢的电化学阻抗谱特征70-79 灭菌海水中16Mn钢的电化学阻抗谱70-73 天然海水中16Mn钢的电化学阻抗谱73-75 在连接条件下16Mn钢在天然海水中的电化学阻抗谱75-77 实验结果对