微生物燃料電池（MFC）是以產(chǎn)電微生物為陽極催化劑,將有機(jī)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N特殊燃料電池。它既是一種清潔能源,又是一種處理污水的新技術(shù),己成為目前國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。然而,當(dāng)前MFC較低的輸出功率,限制了它的實(shí)際應(yīng)用。作為生物催化劑的載體,MFC陽極極大地決定了 MFC的性能。陽極上產(chǎn)電菌的負(fù)載量和電極/產(chǎn)電菌間的胞外電子傳遞是影響MFC產(chǎn)電性能的重要因素。因此,本論文發(fā)展了新型三維石墨烯電極材料,并在碳基陽極材料表面修飾了離子液體聚合物,提高了細(xì)菌的負(fù)載量和電子傳遞效率,構(gòu)建了產(chǎn)電性能優(yōu)異的MFC。食源性致病菌作為引發(fā)食源性疾病的重要因素,己引起社會各界的廣泛關(guān)注。建立快速靈敏、準(zhǔn)確可靠的檢測方法有助于食源性疾病的預(yù)防和及時(shí)治療,從而更好地保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。近年來,隨著科技的發(fā)展,各種生物傳感器在食品安全、疾病診斷、環(huán)境檢測等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。尤其是電化學(xué)生物傳感器和熒光生物傳感器,具有高靈敏度、高選擇性等優(yōu)點(diǎn),在食品安全領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。然而,目前生物傳感器的檢測下限大多處在102-105 CFU mL-1,而實(shí)際應(yīng)用通常要求能檢出數(shù)十個(gè)甚至... 

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 微生物燃料電池概述
        1.1.1 微生物燃料電池基本工作原理
        1.1.2 電化學(xué)活性微生物
        1.1.3 胞外電子傳遞機(jī)制
        1.1.4 微生物燃料電池陰極材料
        1.1.5 微生物燃料電池陽極材料
        1.1.6 微生物燃料電池的應(yīng)用與挑戰(zhàn)
    1.2 致病菌檢測
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 傳統(tǒng)檢測方法
        1.2.3 生物傳感器
    1.3 本文構(gòu)思
第二章 三維石墨烯泡沫電極在微生物燃料電池陽極中的應(yīng)用研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 儀器與試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 GCF的制備與表征
        2.3.2 GCF的電化學(xué)性能
        2.3.3 GCF的陽極性能
        2.3.4 MFC的性能研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 離子液體聚合物修飾的碳基陽極用于構(gòu)建高性能微生物燃料電池的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 儀器與試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 CC-ILP和CF-ILP的表征
        3.3.2 CC-ILP和CF-ILP的電化學(xué)性質(zhì)
        3.3.3 CC-ILP和CF-ILP陽極電流產(chǎn)生
        3.3.4 胞外電子傳遞
        3.3.5 陽極活性生物量檢測
        3.3.6 MFC性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于可破解有機(jī)硅納米膠囊的金黃色葡萄球菌熒光信號放大檢測
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 儀器與試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 CDs的表征
        4.3.2 表面氨基化的CDs@BONs的表征
        4.3.3 氨基化Fe_3O_4納米粒子的表征
        4.3.4 免疫納米膠囊、免疫磁珠和抗體修飾的CDs的表征
        4.3.5 檢測的可靠性
        4.3.6 檢測條件優(yōu)化
        4.3.7 S.aureus的檢測
        4.3.8 選擇性考察和實(shí)際樣品檢測
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于Au-AgNCs填充的殼聚糖納米膠囊的金黃色葡萄球菌熒光/電化學(xué)雙信號增敏檢測
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 儀器與試劑
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Au-AgNCs的表征
        5.3.2 Au-AgNCs@CNs的合成與表征
        5.3.3 免疫納米膠囊和免疫磁珠的表征
        5.3.4 檢測的可靠性
        5.3.5 S.aureus的檢測
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的相關(guān)論文
致謝



本文編號：3339376