【摘 要】
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微生物电合成系统(Microbial electrosynthesis system, MES)是近年兴起的、以微生物为催化剂，将阳极有机废水中化学能转化为电能，用于阴极生产氢气或有价化学产品的技术。本研究以碳毡基底担载石墨相氮化碳(g-C3N4)和WO3/MoO3(WO3/MoO3/g-C3N4)，与非光合电化学活性菌SerratiamarcescensQ1(S. marcescens)构筑的光
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微生物电合成系统(Microbial electrosynthesis system, MES)是近年兴起的、以微生物为催化剂，将阳极有机废水中化学能转化为电能，用于阴极生产氢气或有价化学产品的技术。本研究以碳毡基底担载石墨相氮化碳(g-C3N4)和WO3/MoO3(WO3/MoO3/g-C3N4)，与非光合电化学活性菌SerratiamarcescensQ1(S. marcescens)构筑的光助生物阴极MES，成功实现无机碳还原生成乙酸过程，探讨了Cr(VI)胁迫条件下的系统产酸同步去除Cr(VI)效能。主要结果如下：
(1)WO3/MoO3/g-C3N4电极表现出稳定的光电流，是担载g-C3N4对照电极的4.8倍，乙酸产量为3.12±0.20mM/d，乙酸的库仑效率为73±4%，电流密度为2.5±0.3A/m2。在WO3/MoO3/g-C3N4的导带上，光生电子可以还原H+生成H2，并与HCO3-一起被S.marcescens转化为乙酸；光生空穴捕获了更多从阳极过来的电子，从而增加了回路电流，益于析氢和S.marcescens的产酸。该过程不仅提高了光生电子与空穴的分离效率，同时为阳极的电子导向阴极创造了额外的驱动力，从而提高了乙酸产量。
(2)Cr(VI)的胁迫环境降低了S.marcescens电化学合成乙酸速率，但光催化的存在有效补偿Cr(VI)的胁迫作用，使Cr(VI)为60mg/L的乙酸产量达6.1mg/L/h，是无Cr(VI)、无光存在的对照(3.9 mg/L/h)的1.6倍；Cr(VI)的去除速率为4.5mg/L/h，是无光催化对照的1.7倍。光助条件下的光生电子与空穴的高效分离，提高系统电流和析氢，二者均利于S.marcescens的乙酸合成和去除Cr(VI)。
上述结果，为利用无机碳高效合成有机酸、以及重金属污染环境下的有机酸合成同步去除重金属，提供了有效方法和理论依据。
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