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改性蓝藻生物炭促进微生物电合成系统产乙酸的机制研究
引用本文:章湝,姜谦,吴平,张超,孙慧敏,张衍,刘和.改性蓝藻生物炭促进微生物电合成系统产乙酸的机制研究[J].环境科学学报,2023(5):125-137.
作者姓名:章湝  姜谦  吴平  张超  孙慧敏  张衍  刘和
作者单位:1. 江南大学环境与土木工程学院;2. 江苏省厌氧生物技术重点实验室;3. 江苏省水处理技术与材料协同创新中心
基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.51678280);;江苏省研究生科研与实践创新计划项目(No.KYCX18_1849);
摘    要:微生物电合成系统(MES)是一种以微生物作为催化剂,在阴极电驱动下还原CO2产生简单化学品的新型碳捕获利用技术.为探究蓝藻生物炭在MES中的添加强化乙酸合成的潜力,本研究通过不同蓝藻生物炭的投加,检测乙酸合成性能及电子回收率,观察阴极微生物分布及形态特征,分析微生物群落结构特征,探究蓝藻生物炭添加对乙酸合成的影响及机制.结果表明,添加蓝藻生物炭(ABC)和过氧化氢改性蓝藻生物炭(ABC-H2O2),使MES乙酸产量分别增加了33.8%和77.0%,电子回收率均有所上升,且ABC-H2O2组电子回收率高于ABC组.分析蓝藻生物炭电子传递性能和氧化还原活性表明,经过氧化氢改性后的蓝藻生物炭表面含氧官能团数量增加,增强了电子传递能力及氧化活性,有利于微生物通过蓝藻生物炭介导进行间接电子传递.在微生物群落结构方面,蓝藻生物炭的添加降低了产乙酸菌丰度,但提高了微生物群落中电活性微生物和产氢微生物的丰度,使得产乙酸微生物获得更多的电子,实现乙酸合成性能增强.本研究揭示了蓝藻生物炭,特别是改...

关 键 词:微生物电合成系统  蓝藻生物炭  乙酸合成  微生物群落  产乙酸菌
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