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广东省自然科学基金(07006759)

作品数:7 被引量:69H指数:6
相关作者:周顺桂倪晋仁张锦涛卢娜邓丽芳更多>>
相关机构:广东省生态环境与土壤研究所北京大学湖南农业大学更多>>
发文基金:广东省自然科学基金国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
相关领域:环境科学与工程电气工程生物学更多>>

文献类型

  • 7篇中文期刊文章

领域

  • 5篇环境科学与工...
  • 2篇电气工程
  • 1篇生物学

主题

  • 7篇电池
  • 7篇生物燃料电池
  • 7篇燃料电池
  • 7篇微生物燃料
  • 7篇微生物燃料电...
  • 3篇穿梭
  • 2篇产电
  • 1篇电池研究
  • 1篇需氧量
  • 1篇循环伏安
  • 1篇循环伏安法
  • 1篇氧量
  • 1篇玉米浸泡液
  • 1篇在线检测
  • 1篇生化需氧量
  • 1篇生物传感
  • 1篇生物传感器
  • 1篇生物毒性
  • 1篇生物膜
  • 1篇重金

机构

  • 6篇广东省生态环...
  • 3篇北京大学
  • 2篇湖南农业大学
  • 1篇中国科学院
  • 1篇中国科学院研...
  • 1篇广州市环境保...

作者

  • 6篇周顺桂
  • 3篇卢娜
  • 3篇倪晋仁
  • 3篇张锦涛
  • 3篇邓丽芳
  • 2篇刘志
  • 2篇张礼霞
  • 2篇王跃强
  • 2篇吴锋
  • 1篇周奔
  • 1篇饶力群
  • 1篇李芳柏
  • 1篇庄莉
  • 1篇黄德银
  • 1篇黄赛花

传媒

  • 5篇环境科学
  • 1篇科学通报
  • 1篇Scienc...

年份

  • 2篇2010
  • 5篇2009
7 条 记 录,以下是 1-7
排序方式:
产气肠杆菌燃料电池产电机制研究被引量:6
2009年
基于铁还原菌的微生物燃料电池(MFCs)与基于产氢细菌的MFCs各有优劣,前者能量利用效率高,但底物利用范围有限;后者底物利用广泛,但其依靠悬浮细胞产电,电子回收率较低.本研究以1株具有铁还原活性的产氢菌Enterobacter aerogenes XM02为产电微生物,构建了3种不同阳极材料的空气阴极MFCs,通过输出电压和库仑效率的比较以及扫描电镜观察阳极形貌等方法对此菌的产电机制进行探讨.结果发现,采用比表面积大且具有氢催化活性的碳毡作为阳极材料时,可显著改善MFCs性能,库仑效率由载铂碳纸阳极MFC的1.68%提高至42.49%,远高于已报道的其它产氢菌燃料电池.扫描电镜证实大量细菌细胞附着在阳极表面,形成阳极生物膜.采用非生长基质实验排除悬浮细胞的产电作用,证明附着在阳极的生物膜对产电起主导作用,认为生物膜原位产氢-氧化是此菌的主要产电机制.
张锦涛周顺桂张礼霞卢娜邓丽芳倪晋仁
关键词:微生物燃料电池产气肠杆菌库仑效率生物膜
低成本单室微生物燃料电池型BOD传感器的研制被引量:9
2009年
生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)是表征有机物污染程度的综合性指标,传统的检测方法为5 d 20℃培养法,费时费力,不宜现场实时监测.以MnO2代替金属铂作阴极催化剂、以阳离子交换膜代替昂贵的质子交换膜,构建单室微生物燃料电池(microbial fuel cell)型BOD传感器,考察外接电阻、阳极液pH值、检测时间和清洗时间对检测效果的影响,并用该传感器检测实际水样BOD值,与传统BOD5值进行比较.结果表明:①以廉价MnO2为阴极催化剂,阳离子交换膜为隔膜,构建的单室MFC型BOD传感器成本低,结构简单,操作方便,可用于BOD的在线检测;②该BOD传感器的适宜运行条件为样品pH7.0,外接电阻12 kΩ,检测时间2 h,清洗时间2~10 min;③实际水样检测结果显示,传感器最低检出限为0.2 mg/L,测量线性范围为BOD浓度5~50 mg/L,最佳测定范围为BOD浓度20~40 mg/L,精确度为0.33%,标准曲线线性相关系数达0.999 2,与BOD5比较,相对误差在4.0%以内.
吴锋刘志周顺桂王跃强黄赛花
关键词:生化需氧量微生物燃料电池
利用玉米浸泡液产电的微生物燃料电池研究被引量:20
2009年
以玉米淀粉生产过程中的浸泡液(玉米浸泡液)作为接种液和基质,利用"三合一"膜电极的单室空气阴极微生物燃料电池进行试验,采用在线监测电压和废水分析方法对产电功率和化学需氧量(COD)、氨氮进行测定,探讨高COD、高氨氮有机废水产电及废水处理的可行性.结果表明,经过94d(1个周期)的连续运行(固定外电阻为1000Ω),17d时输出电压达到最大(525.0mV),稳定期最大输出功率可达169.6mW/m2,此时电池相应的电流密度为440.2mA/m2,内阻约为350Ω,开路电压619.5mV;但燃料电池电子利用效率较低(库仑效率为1.6%);1个周期结束时浸泡液的COD去除率达到51.6%,氨氮去除率25.8%.本试验利用玉米浸泡液成功获得电能,同时对浸泡液有效地进行了处理,为其资源化利用提供新途径.
卢娜周顺桂张锦涛倪晋仁
关键词:微生物燃料电池玉米浸泡液产电
克雷伯氏菌燃料电池的电子穿梭机制研究被引量:18
2009年
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0.22μm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(270h,120h)、输出电压降低(350.0mV,420.0mV);阳极液更换试验发现,未包裹MFC电压可在48h内恢复,而包裹型MFC则约需要120h,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.
邓丽芳李芳柏周顺桂黄德银倪晋仁
关键词:微生物燃料电池循环伏安法肺炎克雷伯氏菌
A study of electron-shuttle mechanism in Klebsiella pneumoniae based-microbial fuel cells被引量:9
2010年
In microbial fuel cell (MFC), the rate of electron transfer to anode electrode is a key intrinsic limiting factor on the power output of MFCs. Using Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) strain L17 as biocatalyst, we studied the mechanism of electron shuttle via self-producing mediator in a cubic air-chamber MFC. To eliminate the influence of biofilm mechanism, the anode electrode was coated with microfiltration membrane (0.22 μm). Data showed that the microfiltration membrane coated and uncoated MFCs achieved the maximum voltage outputs of 316.2 and 426.2 mV after 270 and 120 h, respectively. When the medium was replaced in MFCs that had the highest power generation, the power output dropped by 62.1% and 8.8%, and required 120 and 48 h to resume the original level in the coated and uncoated MFCs, respectively. The results suggested an electron-shuttle mechanism rather than biofilm mechanism was responsible for electricity generation in the membrane coated MFC. Cyclic voltammetric measurements demonstrated the presence of an electrochemical active compound produced by K. pneumoniae strain L17, which was identified to be 2,6-di-tert-butyl-p-benzoquinon (2,6-DTBBQ) by GC-MS. 2,6-DTBBQ, as a recyclable electron shuttle, could transfer electrons between K. pneumoniae L17 and the anode electrode.
DENG LiFangLI FangBaiZHOU ShunGuiHUANG DeYinNI JinRen
关键词:微生物燃料电池穿梭微型燃料电池
单室MFC型生物毒性传感器对重金属离子的检测研究被引量:9
2010年
构建了单室微生物燃料电池(air-cathode microbial fuel cell,ACMFC)型生物毒性传感器,以含重金属离子(Cd2+、Cu2+)人工配水为检测对象,分析了有毒物质对检测仪的抑制率与有毒物质浓度的线性关系.结果表明,①单室MFC型生物毒性传感器结构简单,操作方便,灵敏度较高,可用于水体重金属离子(Cd2+、Cu2+)生物毒性的快速检测;②在实验条件下,该生物毒性传感器检测时间4h,清洗时间2~10min,恢复时间4h;③检测结果显示,实验室自配Cd2+、Cu2+及其混合液IC20值分别为0.6、0.8和0.25mg/L,有毒物质浓度与MFC产电量的抑制率呈显著正相关,相关系数分别为0.9960、0.9744和0.9907.
吴锋刘志周奔周顺桂饶力群王跃强
关键词:微生物燃料电池重金属生物毒性在线检测生物传感器
Fe(Ⅲ)-EDTA作为阴极电子穿梭体的微生物燃料电池持续产电机制被引量:5
2009年
阴极氧还原反应(ORR)是影响微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)性能的重要因素.采用双室MFC以Fe(Ⅲ)-EDTA为阴极液进行持续产电试验.结果表明,添加Fe(Ⅲ)-EDTA作为阴极液可显著加速氧还原反应速率,降低内阻,提高输出电压与功率.当阴极液中存在20.0mmol/L的Fe(Ⅲ)-EDTA时,电池内阻仅为300Ω,比对照降低了900Ω,其输出电压(1000Ω下)与功率密度可维持在200.1mV、16.0mW/m2左右,比不加的对照分别提高73.2%、70.1%.Fe(Ⅲ)-EDTA氧化再生与持续产电试验表明,Fe(Ⅲ)-EDTA可通过曝气氧化再生、循环利用,即Fe(Ⅲ)-EDTA可作为阴极电子穿梭体加速电子至氧气的传递.Fe(Ⅲ)-EDTA首先接受阴极电子被还原成Fe(Ⅱ)-EDTA,在阴极室充分曝气条件下,Fe(Ⅱ)-EDTA将电子传递给O2同时被氧化再生成Fe(Ⅲ)-EDTA,从而完成电子从电极传递到氧气的穿梭过程,MFC得以长期稳定运行.进一步优化试验显示,Fe(Ⅲ)-EDTA作为阴极电子穿梭体强化MFC产电的适宜条件为:浓度20.0mmol/L、pH=5.0左右.在此条件下MFC的最大功率密度达100.9mW/m2.
邓丽芳周顺桂张锦涛庄莉卢娜张礼霞
关键词:微生物燃料电池KLEBSIELLAPNEUMONIAE
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