| 石墨烯/血红素仿生涂层促进电活性微生物产电的效应和机理研究 |
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| 引用本文： | 詹骥,靖宪月,刘星,周顺桂.石墨烯/血红素仿生涂层促进电活性微生物产电的效应和机理研究[J].环境科学学报,2022,42(2):146-155. |
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| 作者姓名： | 詹骥 靖宪月 刘星 周顺桂 |
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| 作者单位： | 福建农林大学资源与环境学院,福州350002 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金面上项目（No. 42077218） |
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| 摘 要： | 阳极输出效率是决定生物电化学系统（BESs）能否实现工程化应用的基础和关键.但微生物/阳极界面的低效电子传递阻碍了BESs整体输出效率的进一步提升.本研究通过模拟细胞色素c构建了一种石墨烯/血红素（GN/Hemin）复合仿生材料修饰的高性能BESs阳极.通过监测电活性菌Shewanella loihica PV-4的电能输出动态，证实了修饰涂层对微生物/阳极界面电子传递的促进功效.结果表明，菌株PV-4利用GN/Hemin修饰阳极的最大电流密度为7.28μA·cm-2，比无修饰阳极电流（0.65μA·cm-2）高出10.2倍.电化学分析显示，GN/Hemin涂层显著降低了微生物/阳极界面的电荷转移阻抗，并显著提高了阳极的电化学催化活性.此外，GN/Hemin涂层能够使无产电性能的Geobacter sulfurreducens DL1突变株（Gs-ΔomcZ）恢复产电，表明GN/Hemin具有类OmcZ功能.本研究为BESs提供了一种简易的高性能阳极仿生修饰策略，同时考虑到OmcZ独特的高导电性能，石墨烯/血红素涂层的类OmcZ功能的发现将具有重要的科学和应用价值.
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| 关 键 词： | 生物电化学系统 胞外电子传递 细胞色素c 石墨烯/血红素仿生涂层 阳极修饰 |
| 收稿时间： | 2021/9/9 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/10/19 0:00:00 |
Study on the effect and mechanism of biomimetic graphene/heme coating on promoting current generation of electroactive microorganisms |
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| ZHAN Ji,JING Xianyue,LIU Xing,ZHOU Shungui.Study on the effect and mechanism of biomimetic graphene/heme coating on promoting current generation of electroactive microorganisms[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2022,42(2):146-155. |
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| Authors: | ZHAN Ji JING Xianyue LIU Xing ZHOU Shungui |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | bioelectrochemical systems extracellular electron transfer cytochrome c graphene/heme biomimetic coating anode modification |
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