基于微生物燃料电池技术的生物传感器及其应用进展

简要介绍微生物燃料电池型生物传感器的工作原理,概述各种基于微生物燃料电池技术开发的生物传感器及其应用领域。分析影响微生物燃料电池型生物传感器性能的因素,讨论提高传感器性能的方法,以期为研究和开发高性能的微生物燃料电池型生物传感器提供参考。

不同培养模式对能源微藻生物质产率的影响

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究对象,利用模拟烟道气(15%CO2+85%N2)分别研究批次、流加和半连续3种不同培养模式对普通小球藻生长的影响。研究结果表明,普通小球藻对15%的CO2具有很好的耐受性,生物量明显增加;流加氮源(硝酸钠)可以提高小球藻的生物量,比批次培养高0.355g/L;采用半连续培养模式,更新率为1/4,1/3时,小球藻的生物质产率分别为253mg/(L·d),198mg/(L·d),均高于批次培养的产率。说明通过采用不同培养模式利用烟道气CO2培养普通小球藻提高生物量是完全可行的,为微藻规模培养奠定了理论基础。

微藻培养模式研究进展

微藻培养模式的选择对于提高微藻生长速率具有重要作用,批次培养、流加培养、半连续培养和连续培养是4种不同的微藻培养模式。文章综述了4种不同培养模式在微藻培养过程中的应用与最新研究进展,概括了不同培养模式的具体应用范围和实施效果,对不同培养模式促进微藻生长的机理进行了分析,旨在为能源微藻大规模培养技术的发展以及能源微藻工业化培养模式的选择和改进提供参考。

厌氧消化污泥预处理对提油后微藻渣产氢的影响

以微藻油脂提取后的藻渣为底物,研究了厌氧消化污泥预处理方式对产氢的影响,预处理方法为热、碱、酸和氯仿处理。结果表明,污泥预处理方式对藻渣的产氢量和消解率有很大影响。热处理污泥的底物消解率最高,而酸处理时为最低;热处理污泥的氢气产量最高,为27.27 ml/g,酸、碱、氯仿和未处理污泥的氢气产量较低,分别为13.97,23.69,17.73和18.88 ml/g。虽然氯仿处理和酸碱处理完全抑制了甲烷菌活性,但是产氢细菌的活力也受到抑制,其中酸处理的抑制最为严重。因此,热处理是富集产氢细菌最有效的方法。

紫外诱变筛选耐氧性Chlamydomonas moewusii产氢藻株

为解决绿藻中氢化酶对O2极为敏感的问题,以具高产氢催化活性的绿藻Chlamydomonas moewusii野生株作为出发藻株,通过紫外辐射,结合甲硝唑及外加氧法进行耐氧性产氢突变株的诱变和筛选,得到4株耐氧性及产氢活性均显著提高的突变藻株Mu-1、Mu-2、Mu-3、Mu-4,并进行了相应的氢化酶体内活性、呼吸活性与光系统Ⅱ光化学活性分析.结果表明,4株突变藻株的氢化酶体内活性约为野生株氢化酶体内活性的1.69、2.86、1.06和1.80倍,突变株经1%(体积分数)O2处理后,残留活性分别从野生株的(20.00±2.47)%提高到(34.40±4.88)%、(32.50±2.85)%、(55.60±3.30)%和(43.10±8.73)%,而Mu-1和Mu-2两株藻在生长过程中的的光合作用与呼吸作用均未发现明显变化.

初始pH值对提油后藻渣发酵制氢的影响

提油后藻渣的利用和处理对于微藻生物柴油产业的发展具有重要意义。采用批次实验研究了初始pH值（pH值范围为5~9）对提油后藻渣发酵产氢的影响。研究结果表明,提高初始pH值引起累积产氢量和氢气产量逐渐下降。初始pH值从5增加到6.5引起氢气产生速率逐渐增加,而初始pH值从6.5增加到9时,氢气产生速率则逐渐下降。在pH 5时虽然氢气产量最高,为50 mL/g-挥发性固体,但是产氢延迟时间则长达20 h。在pH 6.5时发酵产氢启动较快（1.7 h）,并且氢气产生速率最大,为3.79 mL/h。因此,藻渣发酵产氢的最适初始pH值为6.5。

微生物燃料电池法测BOD影响因素研究

以双室无介体微生物燃料电池构建了BOD检测系统,研究了阴极流量、有机物浓度(BOD)及阳极流量的变化对系统响应信号(电池电压)的影响,并考察了系统响应信号与BOD浓度的对应关系。结果表明:阴极流量在1.5～5mL/min时,阴极流量变化对响应信号具有显著的影响,且响应信号随阴极流量增大而增大;当阴极流量由5 mL/min增加到10 mL/min时,阴极流量变化对响应信号影响不显著。BOD浓度在10～150 mg/L时,响应信号随底物浓度增加而升高,而BOD浓度大于150 mg/L时,BOD浓度变化对响应信号没有显著影响。当BOD浓度较高时,阳极流量变化对响应信号影响不大,但当BOD浓度较低时,阳极流量变化对响应信号有显著影响,且响应信号随阳极流量增大而增加。电池稳态电压与BOD浓度在10～150 mg/L范围内成指数衰减关系,而电池电压的初始变化速率与BOD浓度在50～200 mg/L范围有线性响应。