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序号 文献题目 要点 1 微生物胞外呼吸电子传递机制研究进展 1.其电子受体多以固态形式存在于胞外; 氧化产生的电子通过电子传递链从胞内转移到细胞周质和外膜，并通过外膜上的细胞色素c、纳米导线或自身产生的电子穿梭体等方式，将电子传递至胞外的末端受体。 2.胞外呼吸菌多为革兰氏阴性菌( G － )。 3.产电呼吸是指在MFC 阳极室中，微生物彻底分解有机物产生CO2，并耦联能量产生维持自身生长; 释放的电子传递到阳极，并经外电路的传递最终还原阴极电子受体( O2等)。 4.MFC 利用胞外产电呼吸原理，以胞外呼吸菌为阳极催化剂，直接将有机物中的化学能转化为清洁电能，同时达到去除污染物的功效。 5.将MFC 改造为功能性装置，利用阳极微生物的产电呼吸促进阴极污染物的降解、重金属的去除和生产有价值的工业产品。 2 微生物燃料电池的产电机制 MFC的基本产电原理由5个步骤组成： (1)底物生物氧化底物于阳极室在微生物作用下被氧化，产生电子、质子及代谢产物； (2)阳极还原产生的电子从微生物细胞传递至阳极表面，使电极还原； (3)外电路电子传输电子经由外电路到达阴极； (4)质子迁移产生的质子从阳极室迁移至阴极室，到达阴极表面； (5)阴极反应在阴极室中的氧化态物质即电子受体(如氧气等)与阳极传递来的质子和电子于阴极表面发生还原反应，氧化态物质被还原。电子不断产生、传递、流动形成电流，完成产电过程。 目前来说，前两个步骤是整个反应的限速步骤，即电子的产生与传递效率是影响MFC输出功率的最重要的因素。 2.已发现且研究证实的阳极电子传递方式主要有4种：直接接触传递、纳米导线辅助远距离传递、电子穿梭传递和初级代谢产物原位氧化传递。 3.Morris等用以Pb02为催化剂的钛片作阴极，电能可比以Pt为催化剂时增加1.7倍，而成本仅为用铂的一半，与市售载铂电极相比，电能更高出3.9倍。 3 微生物燃料电池的基础研究 （3.21） 1.构建了一个无中间体、无膜的微生物燃料电池，电池以生活污水为初始接种体，以醋酸钠水溶液为原料，考察了溶液浓度和电子受体等对电池性能的影响，分析了电池中微生物的反应动力学特征。微生物燃料电池中电流的产生主要是依靠电极表面吸附微生物直接将代谢产生的电子传递给电极表面所致；溶液COD的降辫符合一级反应动力学特征；当溶液中存在O2和时溶液输出电压或电量均会降低，前者主要是发生好氧呼吸，后者主要是发生了反硝化作用。 2.在微生物驯化过程中，醋酸钠浓度较高，电池性能主要决定于阳极表面吸附的微生物数量，而经过长期驯化，电极表面吸附微生物达到饱和后，微生物活性取决于醋酸钠浓度的大小；溶液中存在时O2，会使电池输出电压明显降低，但随着电池中O2含量降低，电池性能可以逐步恢复；溶液中存在时，会发生反硝化作用，并相应降低电池的电量输出。溶液COD的降解符合一级反应动力学方程。通过16S rRNA的基因分析，电池中的优势微生物为假单胞菌属的一种。 4 微生物燃料电池的热力学研究(3.23) 1.以葡萄糖为底物的微生物燃料电池的可逆电压是温度的函数，并且与温度成正向变化关系：温度升高，可逆电压升高；温度降低，可逆电压降低. 但可逆电压随温度变化的幅度很小. 由于微生物燃料电池工作的温度一般在20～50 ℃之间，因此可以不考虑温度对可逆电压的影响。以葡萄糖为底物的微生物燃料电池的最佳工作温度是35 ℃。 1.1任意温度下的微生物燃料电池的可逆电压为 1.2生物燃料电池的可逆电压用压强表示的函数为 以葡萄糖为底物的微生物燃料电池的可逆电压的大小与压强无关。 1.3以葡萄糖为底物的微生物燃料电池的反应的能斯特方程为 活度与浓度有关，又从能斯特方程可以看出，提高反应物浓度、降低生成物浓度有利于可逆电压的提高.由于水的生成在阴极室，所以可以用酒精代替水溶液来降低水的浓度，以提高微生物燃料电池的可逆电压. 当前微生物燃料电池的实际效率很低（10％左右），主要原因是：①悬浮微生物对葡萄糖的代谢消耗；②氧气向阳极室的扩散；③阳极溶液中葡萄糖的残留. 提高微生物燃料电池的实际效率应该采取的措施：①增加阳极室产电微生物的数量，抑制其他微生物的生长；②增强阳极室的密封性能，减少氧气的扩散量；③设计合理的微生物燃料电池的构型，使葡萄糖能够与产电微生物充分接触. 3.从热力学方面考虑，提高反应物浓度，降低生成物浓度，有利于微生物燃料电池可逆电压的提高；从能斯特方程来看，葡萄糖的浓度越高，微生物燃料电池的可逆电压越大，但阳极液中葡萄糖的浓度还与产电微生物的消耗能力相关，这是酶动力学的范畴。 5 Modelling microbial fuel cells with suspended cells and added electron trans