表面活性剂添加量对微生物电合成转化二氧化碳的影响

作者：王光荣; 宋天顺^*; 谢婧婧

来源：生物加工过程, 2021, 19(05): 531-538.

• 微生物电合成
• 杨氏梭菌
• 表面活性剂
• 二氧化碳
• 丁酸

微生物电合成(MES)是生物阴极驱动的过程,其中自养微生物可以直接从阴极吸收电子或通过H2间接吸收电子作为能源,将CO2还原为化学品。为研究表面活性剂对MES性能的影响,以基因改造的杨氏梭菌作为菌株,以非离子表面活性剂聚乙二醇(PEG)作为研究对象,对其添加量进行优化。结果表明:添加体积分数1.0%的PEG的性能最好,其乙酸和丁酸质量浓度能分别达到(0.73±0.11)和(0.18±0.01) g/L,是空白对照组(CF)的1.58和1.21倍,而添加体积分数4%的PEG会抑制微生物的生长,从而导致低的乙酸和丁酸产率。扫描电镜(SEM)和电化学分析结果显示:1.0%的PEG可以促进电极上微生物的附着,并且电催化活性也是最高的。进一步通过析氢性能和还原当量测试发现:在实验过程中,1.0%的PEG的H2含量最高,具有高的还原当量,从而有利于CO2向乙酸和丁酸的转化。通过研究添加不同体积分数的PEG对MES中产物浓度的影响,为MES中如何提高电子传递速率提供了方向。

• 单位
  南京工业大学