微生物胞外電子傳遞過程是自然界中的重要過程,其在許多領(lǐng)域都扮演著重要的角色。在厭氧污水處理過程和水體/土壤修復(fù)過程中都存在微生物胞外電子傳遞現(xiàn)象,該過程影響著污水處理和環(huán)境修復(fù)過程中相關(guān)微生物的活動。加快微生物的胞外電子傳遞速度將會有力地促進(jìn)相應(yīng)微生物的代謝速率,進(jìn)而加速其對污染物的去除速度和提高其環(huán)境修復(fù)能力。本研究以電化學(xué)活性微生物胞外電子傳遞過程為研究對象,探索相應(yīng)的強(qiáng)化方式以加速微生物的胞外電子傳遞過程。針對細(xì)菌向電極的電子傳遞過程,本研究首先設(shè)計制備了碳量子點(diǎn),投加到電化學(xué)活性微生物的胞外電子傳遞體系中,以三電極體系作為檢測方法;結(jié)果顯示碳量子點(diǎn)的加入強(qiáng)化了細(xì)胞膜上蛋白細(xì)胞色素c的電化學(xué)活性,增強(qiáng)了希瓦氏菌的胞外電子傳遞能力,當(dāng)碳量子點(diǎn)濃度為100 mg/L時,峰電流達(dá)到了39.48μA,是對照組的5.13倍。其次,本研究還以希瓦氏菌作為實(shí)驗(yàn)菌株,利用延胡索酸調(diào)控希瓦氏菌的電子傳遞過程,將希瓦氏菌的代謝轉(zhuǎn)換為利用延胡索酸作為電子受體的代謝方式,加快希瓦氏菌的代謝速度,增加希瓦氏菌的菌群濃度,并促進(jìn)希瓦氏菌在陽極表面的附著,進(jìn)而收獲更多的胞外電子和更高的庫倫效率。在乳酸鈉濃度為... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：183 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

在胞外電子傳遞過程的不同過程中材料所發(fā)揮的促進(jìn)作用Fig.1-1ThefacilitationeffectofthematerialsontheEETprocess

第 1 章 緒 論白在其他非電活性菌的細(xì)胞膜上面的表達(dá)，進(jìn)而可以使細(xì)細(xì)胞膜的導(dǎo)電性能得到增強(qiáng)。例如，利用基因工程的手段相關(guān)的蛋白植入到 Escherichia coli 的外膜中；與沒有進(jìn)行入了該類蛋白的菌株的胞外電子傳遞能力是后者的許多tr 電子傳遞蛋白的生物合成過程，可以增多單個 Shewanell蛋白的含量，為進(jìn)行胞外電子傳遞提供更多的通道，進(jìn)而行傳遞的速度[87]。然而，這種生物合成的調(diào)控方法只是局在實(shí)際應(yīng)用中的混菌體系中很難實(shí)行；因而，該技術(shù)的應(yīng)低。究指出合適尺寸的金屬納米顆粒和低聚物可以插入到細(xì)胞遞過程。

第 1 章 緒 論包括選擇適宜的電極材料[38]。目前，已經(jīng)采用了許多材料來作為電料，包括碳材料[39, 94-98]、不銹鋼[99]、金屬等[39, 95]。為了獲得更高的效率，在電極材料的選擇和設(shè)計過程中，研究人員更傾向于選擇那生物附著生長的材料、具有穩(wěn)定物理化學(xué)性能的材料和有利于電子的材料[100]。了選擇合適的電極材料之外，細(xì)菌和電子接受體之間的界面特性可活性微生物的密度和電子傳遞的效率，因而其對于胞外電子傳遞過為了提高界面電子傳遞的速率，研究人員采用了很多的方法，其中子傳遞中間體，例如中性紅，蒽醌和硫堇等。但是，這些電子傳遞昂貴，具有一定的生物毒性和存在使用損耗這些缺點(diǎn)都會限制他們用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3559188