基于海水淡化的生物电化学脱盐技术研究进展及应用前景

生物电化学脱盐技术是一种在生物电化学基础上发展起来的微生物脱盐池与传统海水淡化技术的耦合,为海水淡化提供了一种全新的低能耗的方法。本文综述了自2009年微生物脱盐池问世以来的研究进展。简要介绍了生物电化学脱盐的基本原理和系统评价参数;比较了生物电化学脱盐系统构型对脱盐效率的影响;探讨了生物电化学脱盐过程中的限制因素;展望了生物电化学脱盐技术在海水淡化方面的应用前景。     

什么是随机动力系统

微生物组学大数据在生态环境、人类健康和疾病研究方面都起到了重要作用。通过数学、统计等数据挖掘方法,从高维复杂数据中提取有用信息,是微生物组学大数据建模和分析的关键问题。本文分析了微生物组学大数据的特点,对当前数据分析和计算研究中存在的热点和难点进行了探讨分析,并综述了当前微生物组学大数据模式挖掘、网络重建与分析的研究概况。     

L-核糖的合成研究进展

L-核糖是合成L-核糖核苷抗病毒剂的重要中间体。综述了L-核糖的合成方法及 最新进展。重点讨论了L-核糖的化学合成方法，也介绍了L-核糖的微生物合成法。     

高盐对微生物絮凝剂产生菌H6的影响研究

探索利用高盐有机废水生产微生物絮凝剂的可行性,实验表明,菌H6在酸性条件下可利用高盐合成废水生长微生物絮凝剂,在36 h时发酵液对高岭土的絮凝活性达到99.2%,但随发酵时间的延长,发酵液的絮凝能力下降.对照6%硫酸钠与6%氯化钠培养基条件下发酵情况,发现阴离子对菌产微生物絮凝剂的周期有影响.     

Beauveria feline培养物中的新的cyclodepsipeptide类化合物

从微生物(Beauveria felina)的发酵液的乙酸乙酯萃取物中分离得到8个结构新颖的cyclodepsipeptide类化合物,经光谱(尤其是1D、2D NMR及MS)及化学方法鉴定了所有的8个化合物的结构,结果表明1-5为新的化合物,命名为felinains A-E,3个已知化合物分别鉴定为Antibiotic M6124,isarin及roseocardin.通过手性HPLC技术对化合物水解所得氨基酸构型的测定,确定了5个新化合物的绝对构型,并对所有化合物进行了生物学活性测试.     

CRISPR-Cas基因编辑技术在微生物组工程中的应用

微生物组工程是对复杂微生物群落进行改造,在基因组、代谢组及群落生态结构等多个层次上实现微生物组的精准调控.成簇规律间隔短回文序列(CRISPR)及其相关蛋白(CRISPR-Cas)系统是近期发展迅速的高效基因编辑工具.本文回顾了微生物组工程领域CRISPR-Cas系统的重要研究工作,重点关注CRISPR-Cas系统在微生物组的基因编辑和生态调控方面的应用.针对CRISPR-Cas系统在微生物组工程领域的应用挑战,本文从外源DNA递送方式和基因表达调控元件两个方面总结了微生物组工程的关键辅助方法与发展趋势,展望了微生物组工程领域所面临的挑战与机遇.     

MFC逆转化CO2合成甲醇研究

微生物燃料电池(MFC)反应器是利用附着在阳极上的产氢微生物,在吸收烟气CO2的同时将CO2逆转化合成高附加值的生物合成燃料的装置。试验选用从牛粪中分离筛选出的梭状芽孢菌(Clostridium.sp)作为合成生物燃料的合成菌,将MFC反应装置接入电化学工作站进行CV测试,当发生还原反应时,在-0.5 V时出现还原峰,利用直流稳压电源恒电压电解,检测到合成的生物燃料为甲醇。在24 h时甲醇的积累量达到最大3.13 mmol/L;当CO2气体比例为15%时甲醇积累量最大,为2.98 mmol/L。在细菌接种量为1 mL时,甲醇积累量达到最大,为2.76 mmol/L。,最适条件下的CO2转化率为7.5%。     

不锈钢网阴极微生物燃料电池的产电性能研究

构建了一个以曝气池污泥为阳极接种微生物、碳毡为阳极、无任何修饰的不锈钢网为阴极的双室微生物燃料电池. 通过输出电压、功率密度以及电化学阻抗等考察了阴极面积对电池产电性能的影响,并对电池的长期运行稳定性进行评价. 研究结果表明,不锈钢网作为微生物燃料电池的阴极性能稳定. 当不锈钢网面积为2 × 2 cm²时,最大输出电压达到0.411 V,功率密度为0.303 W•m^-2,内阻841 Ω,极化内阻80 Ω. 增大阴极面积至2 × 4 cm²,最大输出电压能达到0.499 V,内阻减小至793 Ω. 不锈钢网价格便宜,具有长期运行稳定性,适宜做MFCs的阴极.     

基于微生物作为智能模板的电催化剂制备与应用研究进展

通过电催化实现可再生能源的存储与转化对于改善能源结构、保护生态环境、实现碳达峰和碳中和的国家战略具有重大意义。而开发低成本、高效的电催化剂成为全世界科学家共同面对的挑战。微生物在自然界中广泛存在,具有结构、组成和代谢丰富的特点,可以成为电催化剂的模板以及碳、磷、硫等非金属元素以及金属元素的来源,而且具有无毒、生产可重复性好、易于规模化等优点,已成为电催化剂制备的新趋势。对此,本文综述了微生物“智能”引导制备电催化剂的发展及在电催化析氢(HER)、电催化析氧(OER)、氧还原反应(ORR)、二氧化碳还原(CO₂RR)、锂电池(LBs)等领域的应用现状。希望有助于推动微生物代谢与催化剂微纳结构关系以及与催化反应的构效关系的深入理解,最后针对这类材料的问题挑战及其未来发展方向进行了探讨与展望。