【摘 要】
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微生物电合成系统（microbial electrosynthesis systems,MESs）可利用微生物将二氧化碳转化为有价化合物,有望实现温室气体的资源化利用,然而,其合成效率仍需进一步提高.本研究
【机 构】
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中山大学环境科学与工程学院广东省环境污染控制与修复技术重点实验室;
【基金项目】
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广州市科技计划项目“珠江新星”人才专项(201710010031);广东省自然科学基金项目(2015A030313169,2015A030313102);国家自然科学基金项目(51308557,41471181,51278500)
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微生物电合成系统（microbial electrosynthesis systems,MESs）可利用微生物将二氧化碳转化为有价化合物,有望实现温室气体的资源化利用,然而,其合成效率仍需进一步提高.本研究通过电化学还原重氮盐反应将特定的官能团—COOH接枝到碳布电极表面,探究改性阴极对于MESs性能的影响.结果发现,经—COOH改性的阴极材料亲水性显著提高,而循环伏安扫描电流变弱. MESs在启动阶段性能差异最大,运行48 h,改性组CA-H、CA-M、CA-L的产氢速率是CK的21. 45、28. 60和22. 75倍;运行120 h,CA-H、CA-M和CA-L的乙酸累积浓度是CK的2. 01、2. 43和1. 44倍. MESs运行324 h后,各阴极的电化学活性无明显差异,生物膜蛋白量无明显差异(～0. 47 mg·cm-2).阴极生物膜的群落结构分析发现,属水平上由Acetobacterium、norankpSaccharibacteria和Thioclava占据主导,总相对丰度占到59. 6%到82. 1%;各阴极之间产乙酸功能菌Acetobacterium的相对丰度差别不大（31. 3%～40. 1%）,而消耗乙酸的norankpSaccharibacteria属在CA-H、CA-M、CA-L和CK的相对丰度分别为:16. 1%、24. 6%、31. 1%和37. 5%.羧基改性阴极对MESs的启动阶段影响较大,可为MESs的快速启动提供新的思路.
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