摘 要

Abstract II

第一章 前言 1

第二章 文献综述 2

2.1 希瓦氏菌 2

2.1.1 希瓦氏菌简介 2

2.1.2 海藻希瓦氏菌 2

2.1.3 腐败希瓦氏菌 2

2.1.4 奥奈达希瓦氏菌 3

2.1.5 Shewanella xiamenensis 3

2.2 电活性生物膜(EABs) 4

2.2.1 电活性生物膜简介 4

2.2.2 EABs的形成过程 5

2.2.3 电活性生物膜的表征 5

2.2.4 电活性生物膜的应用 5

2.3 循环伏安法 6

2.3.1 循环伏安法简介 6

2.3.2 循环伏安法的基本原理 6

2.3.3 循环伏安法的应用 6

2.4 核黄素 7

2.4.1 核黄素简介 7

2.4.2 核黄素的物化性质 7

2.4.3 核黄素的作用机理 7

2.5 微生物燃料电池(MFC) 8

2.5.1微生物燃料电池(MFC)简介 8

2.5.2 单室MFC 8

2.5.3 双室MFC 8

2.6课题来源及研究内容 9

2.6.1 课题来源 9

2.6.2 本课题研究内容 9

第三章 材料与方法 10

3.1 菌株 10

3.2 主要实验试剂 10

3.3 主要实验仪器 10

3.4 培养基及部分溶液的配置 11

3.4.1 LB培养基 11

3.4.2 合成培养基 11

3.5 培养方法 12

3.5.1 试管培养 12

3.5.2 种子培养 12

3.5.3 电化学培养 12

3.6 实验各数据测定 12

3.6.1 阳极室希瓦氏菌OD值的测定 12

3.6.2 电化学测量 12

3.6.3 液相色谱 12

3.7 培养条件的优化 13

3.7.1 乳酸浓度的优化 13

3.7.2 葡萄糖浓度的优化 13

3.7.3 核黄素浓度的优化 13

第四章 结果与讨论 14

4.1 乳酸对菌株生长的影响 14

4.2 葡萄糖对菌株生长的影响 16

4.3 核黄素对菌株产电的影响 18

第五章 总结 20

参考文献 21

致谢 24

希瓦氏菌产电性能研究

摘要

希瓦氏菌属(Shewanella)隶属于弧菌科，在1985年被发现并命名，其成员包括了40多个希瓦氏菌种。希瓦氏菌具有许多优良的生物学特性，其中它能将有机物转化为能量，现已经在多个科学领域被研究者所重视。某些具有产电能力的希瓦氏菌已经被研究用于设计高效微生物燃料电池（MFC），由此来缓解日益严重的能源问题，但尚处于初级阶段，在技术上以及条件的控制上尚有一些困难，无法达到很高的电能转化率，还有很大的研究空间。电活性生物膜是一类具有特殊功能的生物膜，因其能与外界直接进行电子交换，在MFC的设计开发中也被人们广泛利用。

奥奈达希瓦氏菌就是一种具有产电能力的希瓦氏菌，本次实验就是通过电化学中的一种循环伏安法研究其在培养基成分（乳酸，葡萄糖，核黄素）浓度改变时产电能力的变化。实验结果表明，乳酸其实并不能很好地被利用，不适合作为该菌生长需要的碳源，而葡萄糖可以作为一种良好的碳源被其利用，其中15 g/L浓度的葡萄糖条件下，菌株生长的情况最好，促使该条件下产电效率最佳。核黄素因其生物学特性可以促进该菌的产电能力，在80 μM时促进效果最好，其最大电压可达720 mV达到理论最大值的92%（理论最大值780mV）,维持在500 mV以上的时间可达60 h。

关键词：希瓦氏菌 微生物燃料电池 循环伏安法 核黄素

The research of Shewanella's electricity

generation performance

Abstract

Shewanella belongs to the genus Vibrio, which was discovered and named in 1985, and its members include more than 40 shiva specieS. Sulfococcus has many excellent biological properties, in which it converts organic matter into energy and is now valued by researchers in a number of scientific fieldS. Some of the shoddy bacteria with the ability to produce electricity have been studied for the design of efficient microbial fuel cells (MFCs), thereby alleviating the growing energy problem but still at an early stage, both technically and conditionally There are some difficulties, can not achieve a high energy conversion rate, there is a lot of room for research. Electroactive biofilm is a kind of biofilm with special function, because it has the function of direct electronic exchange with the outside world, and it is widely used in the design and development of MFC.

It is a kind of cyclic voltammetry in electrochemical studies of its composition in the medium (lactic acid, glucose, riboflavin) Changes in production capacity when the concentration changeS. The results showed that lactic acid was not well utilized and was not suitable as a carbon source for the growth of the bacteria. Glucose could be used as a good carbon source. Under the condition of 15 g / L glucose, The best growth situation, to promote the conditions of the best efficiency of electricity. Riboflavin can promote the production capacity of the bacteria at 80μM because of its biological characteristicS. The maximum voltage can reach 720 mV to 92% of the theoretical maximum (theoretical maximum 780 mV) and maintain a maximum of 500 mV Time up to 60 h.

Key words：Shewanella; microbial fuel cell; Cyclic voltammetry; riboflavi