希瓦氏菌、乙酰微小桿菌與海洋深層水原菌在雙槽式微生物燃料電池中同時產(chǎn)電與脫色的研究.pdf

1、隨著人類對可持續(xù)能源需求的不斷擴(kuò)大，微生物燃料電池以其環(huán)保的優(yōu)點被認(rèn)為是當(dāng)前生物產(chǎn)電最具潛力的方法之一。本論文篩選了適于微生物燃料電池的希瓦氏菌種，繼而采用基因手段進(jìn)行菌種鑒定，使用多種電鏡手段觀察其形態(tài)結(jié)構(gòu)及產(chǎn)電機(jī)制，并在真實雙槽式微生物燃料電池(double-chamber microbial fuelcell,以下均簡稱DC-MFC)中進(jìn)行希瓦氏菌（Shewanella xiamenensis BC01，以下均簡稱S.BC01）產(chǎn)

2、電和脫色研究，并與乙酰微小桿菌（Exiguobacteriumacetylicum NIU-K2/NIU-K4，以下均簡稱E NIU-K2/NIU-K4）和海洋深層水原菌(Deep-Sea Water Culture，以下均簡稱DSW)的性能進(jìn)行對比。
　　首先對從臺灣海峽海域的水體中篩選的一株產(chǎn)電菌通過16S rRNA鑒定，確定該微生物為Shewanella xiamenensis BC01。
　　通過TEM觀測到S.BC

3、01單個菌長度范圍為2-3.25μm，寬度范圍為0.5-0.75μm，形態(tài)為棒狀桿菌。使用SEM JSM6390觀察希瓦氏菌，S.BC01單個菌的長度范圍為1.1-2.1μm,寬度范圍為0.5μm左右，形態(tài)為棒狀桿菌。使用高倍SEMLEO1530觀察，S.BC01單個菌的長度范圍為0.9-1.3μm，寬度范圍為0.5μm左右，形態(tài)為棒狀桿菌。希瓦氏菌不僅具有納米導(dǎo)線，還可以產(chǎn)生納米顆粒，納米顆粒的直徑為0.15-0.20 nm。說明希瓦

4、氏菌的產(chǎn)電機(jī)制極可能是由納米導(dǎo)線進(jìn)行電子傳遞，這為進(jìn)一步闡明希瓦氏菌的導(dǎo)電機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
　　最后，本研究嘗試以海生菌肉湯(MB)作為外加營養(yǎng)源，利用其成分簡單，價格低，符合海洋產(chǎn)電菌特性等特點應(yīng)用于培養(yǎng)S.BC01，試圖代替Luria-Bertani培養(yǎng)基(LB)。S.BC01在0.5×MB（稀釋2倍的MB）中的生長效果最好。其生長的最適pH值范圍在5.3～7.0，最大比生長速率(SGR)為0.78 h-1，最大比脫色速率(S

5、DR)為82.63 mg·L-1·h-1，適合于同時產(chǎn)電和脫色的微生物燃料電池，菌體生長和脫色之間存在爭奪電子的競爭關(guān)系。S.BC01的最佳間距為12.4 cm;其平均電壓、溶液電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻分別為278.9 mV，30.73Ω，176Ω·cm-2，穩(wěn)定周期為54天，一級速率衰減常數(shù)(k1)和二級速率衰減常數(shù)(k2)分別為140 d-1和4.12 d-1，這些結(jié)果再與E.NIU-K2/NIU-K4、DSW進(jìn)行性能對比，可為今后深入研