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克雷伯氏菌燃料电池的电子穿梭机制研究
作者姓名:邓丽芳  李芳柏  周顺桂  黄德银  倪晋仁
作者单位:广东省生态环境与土壤研究所;北京大学环境工程系;
基金项目:国家自然科学基金(批准号:20777013);;广东省自然科学基金(批准号:07006759);;广东省科学院科技创新引导项目(编号:CX200704)资助
摘    要:微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)中阳极电子传递过程是决定MFC产电的关键因素与限速步骤. 以肺炎克雷伯氏菌L17 菌株为催化剂, 构建了阳极包裹型MFC反应器, 对其阳极电子传递机制进行了探讨. 结果显示, 碳毡阳极经0.22 ?m微孔滤膜包裹后, 尽管排除了L17菌株与阳极直接接触 (即生物膜产电途径) 的可能性, 包裹型MFC仍能成功启动, 但其启动时间相对延长(270 h, 120 h)、输出电压降低(350.0 mV, 420.0 mV); 阳极液更换试验发现, 未包裹MFC电压可在48 h内恢复, 而包裹型MFC则约需要120 h, 暗示除生物膜机制以外, 克雷伯氏MFC中还存在电子穿梭机制, 即L17菌体生长过程中可产生某种具有电化学活性的电子穿梭体, 穿梭于菌体和阳极间传送电子. 循环伏安扫描进一步证实电子穿梭体的存在; GC-MS检测表明它为2,6-二叔丁基苯醌(2,6-DTBBQ). 据此, 提出了克雷伯氏菌MFC中的2,6-DTBBQ穿梭产电机制.

关 键 词:微生物燃料电池  电子穿梭体  循环伏安法  肺炎克雷伯氏菌
收稿时间:2009-01-16
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