發(fā)布時(shí)間：2021-10-23 11:10

　　基于微生物燃料電池（Microbial fuel cells,MFCs）的水體毒性傳感預(yù)警是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。它具有成本低、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)迅速及自我維持等優(yōu)點(diǎn),在市政及工業(yè)水源毒性傳感領(lǐng)域具有重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。MFC的電活性生物膜作為該傳感系統(tǒng)的唯一信號(hào)識(shí)別元件,是影響該技術(shù)適用性的最關(guān)鍵因素。電活性生物膜活菌含量、生物膜厚度和群落結(jié)構(gòu)在毒性環(huán)境中的演變及毒性抗性的建立,都會(huì)直接影響到MFC毒性傳感器的傳感性能。然而,很少有研究探討MFC傳感性能與生物膜特性之間的相關(guān)性。因此,本論文針對(duì)MFC毒性傳感器生物膜特性,對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)、活細(xì)胞含量、微生物種群結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析,研究其對(duì)MFC毒性傳感性能的影響,以改善傳感器性能。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果包括:（1）通過選擇不同微觀結(jié)構(gòu)陽極來控制生物膜結(jié)構(gòu),以Pb²⁺為目標(biāo)毒性物質(zhì),在0.1-1.2 mg L^-1的濃度范圍內(nèi),碳?xì)株枠OMFC（CF-MFC）的電壓抑制率（Inhibition rate,IR）與Pb²⁺濃度之間存在良好的線性關(guān)系,抑制率最大為38%;ITO陽極MFC（... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

MFC產(chǎn)電原理圖

圖 1.2 MFC 毒性傳感原理圖[20]Fig 1.2 Schematic illustration of toxicity sensing based on MFC1.3.3 MFC 毒性傳感器陽極生物膜電子傳遞機(jī)制目前，研究者們認(rèn)可的 MFC 毒性傳感器陽極電活性生物膜的胞外電子傳遞（Extracellular electrontransfer，EET）方式主要有三種，如圖 1.3 所示。（1）直接電子傳遞：電活性生物膜與電極之間的電子傳遞可以通過細(xì)菌的細(xì)胞膜與電極的直接接觸發(fā)生。而電活性生物膜與電極之間的直接電子傳遞主要是依托細(xì)胞膜中的色素 C 來完成，電活性微生物通過呼吸作用降解有機(jī)物產(chǎn)生電子，然后在細(xì)胞內(nèi)通過細(xì)胞色素 C將電子攜帶至生物膜表面，通過與電極直接接觸，然后將電子傳遞給電極，這種電子傳遞機(jī)制主要適用于與電極有直接接觸的電活性微生物。并且有研究通過刪除編碼細(xì)胞色素 C 蛋白的基因的方式，進(jìn)行 G. sulfurreducens 的突變體實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了這一理論[21]。（2）電子中介體電子傳遞：電活性微生物通過自身分泌電子中介體，將氧化有機(jī)物產(chǎn)

圖 1.3 MFC 陽極生物膜電子傳遞機(jī)制[23]lectron transfer mechanisms involved in MFC anode bio器構(gòu)型的構(gòu)型主要有單室 MFC 毒性傳感器和雙室 M、陰極室、質(zhì)子交換膜和外電路構(gòu)成。而單室有質(zhì)子交換膜存在，縮短了陰陽兩極之間的約了經(jīng)濟(jì)成本，如圖 1.4 所示。本論文所用 M

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳納米材料修飾陽極電極對(duì)微生物燃料電池傳感器水體毒性檢測(cè)靈敏度的影響[J]. 余登斌,江嵐,王沛,李婷,董紹俊.  分析化學(xué). 2018(07)
[2]原子吸收法測(cè)定重金屬?gòu)U水中的鉛含量[J]. 展小燕.  環(huán)境與發(fā)展. 2018(04)
[3]毒性物質(zhì)在微生物燃料電池中不同響應(yīng)的研究進(jìn)展[J]. 梁勝娜,楊俏,高超,劉敏慧.  環(huán)境化學(xué). 2018(04)
[4]微生物燃料電池在毒性物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 王潔芙,牛浩,吳文果.  生物工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]環(huán)境水中重金屬離子的現(xiàn)代檢測(cè)方法研究綜述[J]. 趙國(guó)欣,趙明,李領(lǐng)川.  中州大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]電活性生物膜:形成、表征及應(yīng)用[J]. 唐家桓,劉毅,周順桂,袁勇.  應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2014(06)
[7]陽極溶出伏安法在地表水重金屬在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 郁建橋,鐘聲,汪曉燕.  分析儀器. 2013(06)
[8]電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）法同時(shí)測(cè)定水果中Ca、Fe、Zn等元素含量[J]. 張艷萍,劉連利,王莉麗.  化學(xué)試劑. 2010(02)
[9]海水中重金屬鉛的檢測(cè)方法研究進(jìn)展[J]. 蘇慶梅,秦偉.  海洋科學(xué). 2009(06)
[10]微生物燃料電池[J]. 關(guān)毅,張?chǎng)?  化學(xué)進(jìn)展. 2007(01)

博士論文
[1]用于水環(huán)境重金屬檢測(cè)的微納傳感器及系統(tǒng)研究[D]. 萬浩.浙江大學(xué) 2015
[2]微生物燃料電池中產(chǎn)電菌與電極的作用機(jī)制及其應(yīng)用[D]. 曹效鑫.清華大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于微生物燃料電池的重金屬濃度檢測(cè)技術(shù)的電化學(xué)參數(shù)選擇與優(yōu)化[D]. 喬軍晶.華東理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3453081