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...
六价铬（Cr(VI)）化合物具有高毒性、致突变性和致癌性。现有酶基或细胞基生物传感器虽可用于 Cr(VI) 检测，但对环境敏感、多限于痕量测量且需离线部署。本研究开发了一种接种 Exiguobacterium aestuarii YC211 的三阶段单室微生物燃料电池（SCMFC）生物传感器，用于原位、实时、连续测量 Cr(VI)。...
混合物种生物技术中的复杂相互作用会降低生物传感器的化学检测特异性，限制其在未知进料底物识别等场景中的应用。基因组数据与数据挖掘技术可弥补这一不足。本研究评估了来自不同实验室、使用乙酸、碳水化合物和废水三种进料底物的 69 个微生物燃料电池样本，考察从所得微生物群落识别进料底物的能力。作者训练并比较了六种机器学习算法和四种输入变量，以...
本研究报道一种用于实时毒性监测的环境生物传感器，利用微生物燃料电池（MFC）对电子供体和受体浓度变化的高敏感性。实验室测试中，该传感器对矿山岩排水总重金属浓度变化表现出快速响应，具有可接受的重复性，决定系数 R2 为 0.95–0.97。传感器响应归因于重金属对电活性微生物活性的干扰。对阳极电活性生物膜进行生物分子分析发现，暴露于重...
快速工业化与化石燃料的过度利用产生大量废物，严重危害健康和环境。为应对能源与环境问题，微生物燃料电池（MFC）作为一类生物电化学系统受到广泛关注。MFC 利用电活性微生物（外电生成菌）催化有机物氧化，将化学能转化为电能，同时可用于废水处理、生物传感和污染物修复。过去二十年间，MFC 在材料、电化学和微生物学方面取得进展，展现出生态友...
在人工湿地等基于自然的污水处理技术中，低成本、类连续的生物传感器对优化运行管理至关重要。本研究评估人工湿地微生物燃料电池（CW-MFC）作为生活污水化学需氧量（COD）评估工具的潜力。作者构建了4个实验室规模CW-MFC，以不同COD浓度的预沉淀生活污水投喂，并比较石墨棒与砾石两种阳极材料；随后开展中试实验验证实验室结果。结果表明，...
传统基于微生物燃料电池的生物传感器通常仅以生物阳极为传感元件，对单一毒性冲击具有较高灵敏度，但难以预警有机物与毒性物质共同冲击。本研究开发了一种顺序流动无膜微生物燃料电池生物传感器（SMFC-Biosensor），同时利用生物阳极和生物阴极作为毒性监测传感元件。结果表明，1.5 mg/L Hg2+、1.0 mg/L 阿维菌素和 1....
挥发性脂肪酸（VFAs）尤其是乙酸浓度已被证明是厌氧消化（AD）等厌氧过程的敏感可靠指标。微生物燃料电池（MFC）因反应器结构简单、运行条件温和，被视为有前景的VFA传感器。然而，传统MFC生物传感器在真实消化液直接加入阳极时，可能难以区分VFAs与其他有机物。本研究开发了一种以智能方式运行的MFC生物传感器，用于选择性检测乙酸。传...
本研究比较微生物燃料电池（MFC）和微生物电解池（MEC）作为生物传感器用于实时环境监测的性能。初始加标试验中，向阳极室液体加入乙酸或 NH4+、Na+、Mg2+、Fe2+ 硫酸盐及肥料溶液，比较电流响应。结果表明 MFC 传感器响应时间更短、灵敏度更高，加标后恢复更快。随后在连续流动模式下，以不同浓度乙酸及 NH4+、Na+、Fe...
微生物燃料电池生物传感器（MFC-biosensor）灵敏度较低，是限制其用于毒性监测的主要瓶颈。已有研究表明外部电阻（Rext）对传感器灵敏度有明显影响，但不同研究结果不一致，原因尚不清楚。本研究旨在观察检测不同类型污染物时Rext对传感器灵敏度的影响，并揭示其微生物学机制。结果表明，MFC-biosensor的最优Rext随污染...