析氢催化剂增强MES的性能研究文献综述-文献综述网

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微生物电化学合成（MES）主要是由阳极、阴极、质子交换膜三个关键部件构成，双室中间由质子交换膜(PEM)隔开，其构型和基本工作原理如图l所示。

阳极发生氧化过程(例如，水的电解反应)，而阴极发生还原过程(如二氧化碳的还原或是析氢反应)。

当MES作为微生物燃料电池形式时，能够降解有机物同时产生电能；作为微生物电解池形式时，需要外加电能作为能源供应，以此增加反应动力学或驱动热力学上不易发生的反应。

本课题以MES技术为核心和基础，从活性污泥中驯化出具有电化学活性的混合菌群，并构建一个稳定的生物电化学合成的系统。

结合电化学、分析化学、微生物学的多种研究方法，针对通过修饰阴极材料，新型材料对MES性能的影响进行了深入的研究和探讨，并且对MES生物阴极在二氧化碳还原合成多碳有机物方面的应用进行比较系统的研究。

通过本课题的研究，将会使人们深化对MES固定二氧化碳合成微生物还原产品过程中的认识，有利于进一步拓展生物电化学合成系统在合成化学制品技术方面的应用。

二．微生物电合成阴极电极材料的研究进展研究发现，在MES过程中，具有电活性的混菌更倾向于在修饰过后的阴极材料表面上形成生物膜，通过还原二氧化碳来产生更多增值的化学物质(Logan Yong et al., 2014)[32-33]。

因此，加强生物膜与电极之间的连接，提高电导率，决定了整个MES反应的效率(Kalathil 80) mg/L，乙醇达到110 ( 5) mg/L，是无外加电势对照的1.5倍。

循环伏安扫描显示，在外加阴极电势下，菌体呈现出更强的电化学活性。

扫描电镜观察发现，阴极碳毡上菌体数量较多，多为杆状菌. PCR-DGGE种群分析表明，微生物菌群乙酸杆菌Acetobacterium为优势菌群. 本研究提供了一种通过控制极化电势来富集驯化CO2还原菌的技术，同时也可加深对生物电化学系统还原CO2合成有机物过程的认识。

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