由于微型綠藻胞外電子傳遞效率較低,無法發(fā)揮其環(huán)境適應(yīng)能力強,代謝速率快的優(yōu)勢,難以用于構(gòu)建高效污染物降解及產(chǎn)電體系。因此,合成與藻類胞外電子傳遞機理匹配的氧化還原介體,構(gòu)建氧化還原介體催化強化藻類降解有機污染物及產(chǎn)電體系,將可同時提高藻類降解有機污染物及其產(chǎn)電性能。本論文針對藻類氧化呼吸鏈及胞外電子傳遞機理合成了以核黃素為母體的新型氧化還原介體,構(gòu)建了新型氧化還原介體催化強化小球藻降解偶氮染料體系,并研究了其反應(yīng)動力學(xué)及降解機理；在此體系基礎(chǔ)上,通過調(diào)控小球藻代謝類型構(gòu)建了新型氧化還原介體同步強化小球藻降解偶氮染料微生物燃料電池,并對其運行機理及污染物在裝置中的轉(zhuǎn)化規(guī)律進行了分析,明確了影響電池性能和降解效率的理論依據(jù),實現(xiàn)了對該微生物燃料電池的選擇性調(diào)控,主要研究內(nèi)容和結(jié)果包括以下幾個方面：(1)通過酯化反應(yīng)及氨基-醛基縮合合成了一系列以核黃素為母體的氧化還原介體,并對其電化學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)進行了分析。結(jié)果表明：異咯嗪結(jié)構(gòu)外的修飾對氧化還原介體活性中心幾乎不會產(chǎn)生影響。各氧化還原介體具有近乎相同的氧化還原電位(-0.43V)。對其電極反應(yīng)動力學(xué)分析顯示,所有氧化還原介體的電極反應(yīng)速率常數(shù)...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 藻類降解有機污染物研究進展
        1.1.1 藻類降解污染物的類型及技術(shù)手段
        1.1.2 藻類降解偶氮染料研究進展
        1.1.3 藻類降解偶氮染料機理
    1.2 氧化還原介體催化有機污染物降解研究進展
        1.2.1 氧化還原介體的結(jié)構(gòu)特點
        1.2.2 氧化還原介體催化強化降解有機污染物研究進展
        1.2.3 影響氧化還原介體性能的因素
    1.3 藻類微生物燃料電池研究進展
        1.3.1 微生物燃料電池的產(chǎn)電機理
        1.3.2 微生物燃料電池的性能評價
        1.3.3 氧化還原介體強化微生物產(chǎn)電性能研究進展
        1.3.4 基于藻類的微生物燃料電池研究進展
    1.4 本論文研究設(shè)計思路及技術(shù)路線
2 新型氧化還原介體的合成及性質(zhì)
    2.1 實驗部分
        2.1.1 試劑與儀器
        2.1.2 氧化還原介體的制備和表征
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 新型氧化還原介體的極性及結(jié)構(gòu)特征
        2.2.2 新型氧化還原介體的電化學(xué)性質(zhì)
    2.3 本章小結(jié)
3 新型氧化還原介體催化強化小球藻降解偶氮染料體系構(gòu)建及機理研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 試劑與儀器
        3.1.2 小球藻的篩選與鑒定
        3.1.3 小球藻降解偶氮染料反應(yīng)動力學(xué)
        3.1.4 染料循環(huán)伏安曲線的測定
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 小球藻的鑒定及其生長動力學(xué)
        3.2.2 新型氧化還原介體催化強化小球藻降解偶氮染料的動力學(xué)
        3.2.3 小球藻胞外酶降解偶氮染料酶促反應(yīng)動力學(xué)
    3.3 本章小結(jié)
4 小球藻燃料電池的可自持性及其機理研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 試劑與儀器
        4.1.2 電池構(gòu)建及性能評價
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 電池的啟動
        4.2.2 電子傳遞鏈的構(gòu)建及工作機理
        4.2.3 電池的電化學(xué)特性
        4.2.4 可自持電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究
    4.3 本章小結(jié)
5 自固定氧化還原介體強化小球藻降解偶氮染料微生物燃料電池構(gòu)建及其性能和機理研究
    5.1 實驗部分
        5.1.1 試劑與儀器
        5.1.2 電池構(gòu)建及性能評價
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 偶氮染料在電催化體系中的降解規(guī)律
        5.2.2 電化學(xué)體系對偶氮染料及其初級代謝產(chǎn)物降解的影響
        5.2.3 小球藻燃料電池的電池的功率輸出
        5.2.4 電池產(chǎn)電周期分析
    5.3 本章小結(jié)
6 希夫堿型氧化還原介體強化小球藻降解偶氮染料微生物燃料電池構(gòu)建及其性能和機理研究
    6.1 實驗部分
        6.1.1 試劑與儀器
        6.1.2 電池構(gòu)建及性能評價
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 偶氮染料在希夫堿電催化體系中的降解規(guī)律
        6.2.2 系統(tǒng)的電化學(xué)性能
        6.2.3 電化學(xué)系統(tǒng)連續(xù)降解有機物性能研究
        6.2.4 希夫堿型氧化還原介體對生物膜形成的影響
    6.3 本章小結(jié)
全文總結(jié)
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表及待發(fā)表科研成果目錄
致謝



本文編號：3843030