近年来，基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器被视为快速评估废水质量（如生化需氧量，BOD）的有前景技术。本研究开发了一种无中介体双室 MFC 生物传感器，以碳毡为阳极电极，接种混合菌群，用于提升 BOD 快速检测的实际应用。研究目标包括：（i）考察运行条件（pH、外电阻、燃料进料速率）对 MFC 性能的影响；（ii）建立 BOD...
产电菌通过代谢有机底物并将电子转移至外电极产生电流。本研究作为概念验证，报道一种新型产电弧菌 Arcobacter butzleri OK-1，其主要利用乙酸和乳酸生长，且电流密度与化学需氧量（COD）浓度在 200 ppm 以下呈正相关（R^2=0.95）。利用 CRISPR-Cas9 和 Cpf1 分别敲除乙酸代谢关键基因 ac...
水质评估对实施预防与应急干预、限制环境污染物扩散和人体暴露至关重要。传统高分辨率分析技术虽可定量、定性检测污染物，但成本高、耗时长且依赖专业人员，难以用于现场快速筛查。本文报道一种便携式自供电微生物电化学传感器，用于在线监测六价铬（Cr(VI)）。该传感器采用仿生氧化还原介导系统，促进来自铬污染环境的 Pseudomonas ver...
污染水中可生物降解有机物（BOM）的定量对基于生物降解的废水处理和水环境管理至关重要。与传统五日生化需氧量（BOD5）相比，微生物燃料电池（MFC）传感器以库仑产率为信号，可在数小时内快速、较准确地评估 BOM。本研究提出基于部分库仑产率（P-CY）的新计算方法，以电压采集达到最大电压下降率点作为截止点，进一步缩短测量时间。标准葡萄...
生物电化学系统（BES）因在废水处理、发电和环境污染物监测中的环境友好应用而受到广泛关注。近十年来，微生物燃料电池（MFC）、微生物电解池（MEC）、微生物脱盐池、酶燃料电池和微生物太阳能池等BES变体被深入研究。这类微生物生物电催化系统相比现有分析技术，具有可在现场、宽环境条件下以最少人工干预运行的优势，因而具备不可替代性和经济可...
微生物燃料电池（MFC）生物传感器近年来被用于测定生化需氧量（BOD）或等效化学需氧量（COD），但污水中微生物群落对这些传感器响应的影响研究较少。本研究首次系统评价来自不同来源的污水样品对微加工双室 MFC 装置电学响应的影响。结果表明，MFC 响应与样品中细菌组成正相关，尤其与电活性细菌丰度相关；样品中好氧细菌的存在会降低电流产...
微生物燃料电池（MFC）系统因结构简单紧凑、成本低廉且可产生可再生能源，成为有前景的环境修复技术。MFC 能将废弃物中的化学能转化为电能，为污染物降解提供可持续、环境友好的解决方案。本综述系统梳理了 MFC 技术在污染物去除与环境修复中的研究进展，介绍了 MFC 的主要构型及其污染物去除机制，涵盖废水处理、土壤修复、天然水与地下水修...
本研究建立了 UASB-MFC 双传感器系统并用于处理啤酒废水。系统 COD 去除率约 90%，出水 NH4+-N 低于 15 mg/L，MFC 电压范围 0.34–0.42 V。作为耦合系统的生物传感器，MFC 可同时在线监测 COD 和总挥发性脂肪酸（TVFA）。双传感器间的电位分布可原位加速微生物在阳极上的再附着，使恢复时间缩...
微生物燃料电池（MFC）阳极室的流体动力学是决定底物分布与传质效率的关键因素，但其对 MFC 生物传感器灵敏度的影响尚未明确。本研究对双室 MFC 的三维阳极流场进行可视化，并通过合理设置蛇形流场和进出口位置优化阳极构型。优化后，阳极构型中死区比例降低 14.1%，阳极表面流速提高 334.6%，且流速分布均匀性改善。进一步实验表明...
本文综述了基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器用于废水水质快速、实时在线监测的最新进展。MFC 生物传感器利用电活性微生物作为生物识别元件，通过阳极氧化有机物产生电子和质子，经外电路和质子交换膜形成电流，从而将水质参数转化为电信号。其结构简单、紧凑、可一次性使用且成本较低，无需额外信号换能器或外部电源，适合长期和远程监测。文章重...
随着水危机加剧，高效废水处理的重要性日益凸显。在绿色技术发展背景下，废水处理需以生态友好方式进行。生物技术是解决该问题的有前景方案，涵盖处理与监测过程。生物处理的主要方向与差异取决于周围环境条件、生物过程及微生物类型，因此寻找适合实际工况的生物处理方法具有重要意义。本综述首先系统概述了不同条件下用于废水处理的优化生物处理工艺，并详细...
微生物燃料电池（MFC）生物传感器是用于监测多种底物的自维持装置，但用于重金属检测的报道仍较少。本研究对大肠杆菌 BL21 进行遗传改造，使其在锌响应启动子 PzntA 控制下表达 zntR、ribB 和 oprF 基因，从而感知锌离子（Zn2+）并促进核黄素和孔蛋白合成。工程菌株可产生较高水平核黄素（2.4–3.6 µM），并提高...
在水资源减少和水质污染加剧的背景下，开发低成本原位水质监测工具具有重要意义。本研究以河流沉积物来源的电活性混合菌群作为生物传感元件，构建了一种小型无膜单室微生物燃料电池（MFC）生物传感器，用于淡水毒性监测。该MFC采用3D打印UV固化聚合物腔体，阳极和阴极均为商用碳毡（CF），阴极通过铂（Pt）催化层和聚四氟乙烯（PTFE）氧扩散...
随着植物残体生物反应器在水环境修复中的应用增加，其可能向水体释放大量溶解有机碳（DOC）。本研究将微生物燃料电池（MFC）传感器与大型植物残体生物反应器（MRBR）集成，提出一种节能降低出水DOC浓度的方法。通过再利用大型植物残体作为固体碳源，MRBR出水DOC浓度在第5天达到最高，随后迅速降至较低水平，且生物可利用DOC比例逐渐下...
随着人类活动不断向水系统排放污染物，安全饮用水获取成为全球性问题，亟需快速、灵敏的污染物检测方法。本文报道了一种纸基微生物燃料电池（MFC）传感器，用于便携式、一次性、现场水质监测。该传感器由两层 Whatman #1 滤纸组装而成，通过蜡图案界定亲水储液区并形成疏水边界，阳极采用 PEDOT:PSS/DMSO 导电墨水并滴加 3-...
双室微生物燃料电池（MFC）用于检测生化需氧量（BOD）时，传统上以溶解氧作为阴极电子受体，其检测上限通常低于200 mg/L。本研究对MFC型BOD生物传感器的启动过程和外电阻进行了优化，结果表明：以溶解氧为阴极电子受体时，MFC在10 d内完成启动，外电阻优化为500 Ω可获得最大输出功率。随后分别以溶解氧和高锰酸钾（KMnO4...
微生物燃料电池（MFC）技术有望实现低成本、实时、现场的水源检测。为确定最佳操作条件，本研究考察了温度、pH和离子强度等环境因素对单室微型MFC传感器性能的影响。进水pH对MFC性能影响最大，每单位pH变化引起电流变化0.531±0.064 µA cm-2；在测试范围内，温度和离子强度影响较小，分别为0.010±0.001 µA °...
微生物燃料电池（MFC）在废水处理中可能不可避免地受到阳极室空气或溶解氧影响。本研究采用陶瓷圆柱形MFC，模拟序批式反应器（SBR）曝气条件，将阳极生物膜持续暴露于不同流速空气中，并试验在阴极室内加入水凝胶粉末以改善氧还原与电极接触。结果显示，空气进入阳极室仅使电压下降约2 mV，未对电活性生物膜造成永久损伤；在较高空气流速（最高1...
微生物燃料电池生物传感器（MFC-biosensor）灵敏度较低是其应用的关键挑战。本研究考察了两种控制模式对传感器灵敏度的影响，并揭示其生物电化学机制。结果表明，与固定外电阻（ER）模式相比，将 Shewanella loihica PV-4 MFC-biosensor 的阳极控制在恒电位（CP）模式时，其灵敏度提高 6.1 倍。...
本研究评估单室空气阴极微生物燃料电池（MFC）作为生物传感器测定水/废水中可生物降解有机物浓度的潜力。以乙酸钠和蛋白胨为测试底物，在三台MFC中开展极化、温度响应和底物浓度依赖实验，并建立Monod动力学模型解释电流与底物浓度的关系。结果表明，MFC在高乙酸浓度（>2000 mg COD l-1）下性能稳定且可重复；25–35°C范...