自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法
【专利摘要】本发明涉及一种自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，步骤如下：先组装微生物电化学反应器并连接电路，第一路为在阳极与阴极之间串联固定电阻，第二路为在阳极与阴极接入可调直流电源、电流表和循环时间继电器的工作触头；然后向阳极室注入细菌生长培养基液并接种菌源，接通第一路对微生物阳极进行预启动，然后接通第二路可调直流电源根据阳极电势变化控制阳极与阴极之间的脉冲电流以设定的速率逐步递增，当阳极电势升高至限定值时，脉冲电流立刻降低40%～60%再次进入新一轮增长刺激，直至脉冲电流值达到并稳定在电流设定限值达10小时以上，电催化细菌生物膜构建完成，该电催化细菌生物膜能够在较高工作电流下稳定运行。
【专利说明】自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，属于微生物电化学反应 器【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 微生物电化学反应器包括微生物燃料电池、微生物电解池和微生物电化学传感器 等。在微生物电化学反应器中，附着在电极表面的电催化细菌生物膜的电催化活性和运行 稳定性是决定反应器性能的关键部件，稳定高效的电催化细菌生物膜可提高微生物燃料电 池和微生物电解池的能量效率，提高微生物电化学传感器信号响应的灵敏度。电催化细菌 生物膜是由具有完整生命代谢功能的产电细菌（有时还包括非产电细菌）细胞及胞外物质 共同形成的具有一定空间结构的细胞堆积层。在生物电化学反应器的电极表面上，细菌生 物膜具有将反应底物氧化分解，并将氧化过程释放的电子传递到电极上形成电流的电化学 催化功能。
[0003] 目前，构建稳定电催化细菌生物膜的方法有两种。第一种是恒外阻模式的构建方 法，主要步骤有：（1)将细菌接种源接种到反应器的阳极室中，细菌接种源包括取自环境沉 积物、污水生物处理厂中的含产电菌的污泥以及在实验室条件下培养出来的含产电菌的培 养菌等；（2)将阳极通过某一定值外电阻与阴极接通，构成闭合电路，利用接种到阳极室的 细菌在电极表面上进行的适应性生长，形成电催化细菌生物膜。
[0004] 第二种是恒电极电势模式的构建方法，主要步骤有：（1)将细菌接种源接种到反 应器的阳极室中，细菌接种源包括取自环境沉积物、污水生物处理厂中的含产电菌的污泥 以及在实验室条件下培养出来的含产电菌的培养菌等；（2)利用恒电位仪和参比电极控制 阳极电势保持某一恒定值，使接种到阳极室中的细菌在电极表面进行适应性生长，形成电 催化细菌生物膜。虽然两种方法的电化学控制方法不同，但两种方法实质上都是利用细菌 对阳极电势的适应性生长，达到构建电催化细菌生物膜的目的。
[0005] 以上两种构建电催化细菌生物膜的方法的不同之处是：在第一种方法中，细菌适 应的是动态变化的电势。根据目前公开的资料，利用第一种方法在阳极表面构建电催化 活性生物膜过程中，阳极电势（相对于标准氢电极）通常都在约+〇. 5V?-0. 3V的范围 内变化。在第二种方法中，细菌适应的是恒定的阳极电势，在生物膜形成过程中，通常将 阳极电势保持在某一个固定数值，根据相关资料，在第二种构建方法中，也基本上都是在 +0. 5V?-0. 3V (相对于标准氢电极）的范围内选定一个恒定的阳极电势培养阳极生物膜。
[0006] 利用电势适应方法构建出来的电催化细菌生物膜，普遍存在如下不足：（1)电极 能达到的极限工作电流较小，电催化效率低；(2)电催化细菌生物膜对较高工作电流的承 受能力差，当通过电极的工作电流接近或超过其极限电流时，电极会被迅速过度极化，过度 极化会造成阳极电势在短时间内（通常不超过10分钟）正移到+1. 2V (相对于标准氢电 极）以上，这样高的阳极电势会对细菌本身造成不可逆转的伤害，导致电催化细菌生物膜 被破坏，失去催化功能。总之，利用电势适应法构建的电催化细菌生物膜，普遍存在着催化 活性较小，对高工作电流适应性差的缺点，构建出来的电催化细菌生物膜，即使在营养物质 充足的情况下，也无法在接近其极限电流水平的工作电流下连续稳定工作。因此，研发出具 有较高催化活性和在较高工作电流下具有运行稳定性的电催化细菌生物膜的构建方法，对 于开发稳定高效的生物电化学反应器具有重要的技术意义和广泛的应用推广价值。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种自动构建稳定电催化 细菌生物膜的方法，构建的电催化细菌生物膜能够在较高工作电流下稳定运行。
[0008] 为解决以上技术问题，本发明的一种自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，依 次包括如下步骤：⑴组装微生物电化学反应器，所述微生物电化学反应器包括装有阳极板 的阳极室和装有阴极板的阴极室；⑵连接电路元件，电路元件包括选择开关、固定电阻、参 比电极、电流表、循环时间继电器和可调直流电源，所述选择开关的共端与所述阳极板连 接，所述选择开关的第一选择端与所述固定电阻串联后与所述阴极板连接，所述选择开关 的第二选择端与所述可调直流电源的P1输出端连接，所述可调直流电源的P2输出端依次 与所述电流表、循环时间继电器的工作触头及所述阴极板相串联，所述循环时间继电器的 线圈通过辅助开关连接在辅助直流电源的两端；⑶微生物阳极预启动，向所述微生物电化 学反应器的阳极室注入细菌生长培养基液将阳极浸没，向微生物电化学反应器的阴极室注 入阴极溶液将阴极浸没，再向所述阳极室中接种含产电菌的微生物菌源，接着将所述选择 开关拨至与第一选择端接通，使阳极通过固定电阻与阴极电连接，对微生物阳极进行预启 动；⑷连续测量微生物阳极在预启动过程中的阳极电势变化，阳极电势变化依次分为三个 阶段，第一阶段为缓慢下降阶段，阳极电势处于高位在2?5天内共下降小于0. IV ;第二阶 段为快速下降阶段，阳极电势在10?20小时内下降0. 2V?0. 6V ;第三阶段为平稳变化阶 段，阳极电势变化的幅度稳定在±0. 03V以内达10小时以上，当阳极电势变化到达第三阶 段即为微生物阳极预启动完成，阳极的电催化细菌生物膜初步构建完成；(5)接通所述辅助 开关使循环时间继电器的线圈得电，调节所述循环时间继电器的通断时间比为（〇. 5?1) 秒：1秒；将所述选择开关拨到与第二选择端接通并启动所述可调直流电源，在所述阳极 板与所述阴极板之间形成脉冲电流，所述可调直流电源通过调整输出电压控制所述脉冲电 流以设定的速率逐步递增；同时连续测量所述微生物阳极相对于所述参比电极的电极电势 作为所述可调直流电源的反馈控制信号，随着脉冲电流的逐步递增，所述微生物阳极的电 极电势也逐步升高，微生物阳极的极化程度增大；(6)当所述微生物阳极的电极电势升高到 阳极电势限定值时，所述可调直流电源通过调整输出电压控制脉冲电流立刻降低到当前值 的40%?60%，所述微生物阳极的电极电势随之降低；然后以降低后的电流值为新起点，所 述可调直流电源再次控制脉冲电流以设定的速率逐步递增，直至所述微生物阳极的电极电 势再次升高到阳极电势限定值；（7)反复进行第（6)步操作，所述微生物阳极的耐电流能力 逐步增强，直至在微生物阳极的电极电势升至阳极电势限定值前，脉冲电流值达到并稳定 在电流设定限值达10小时以上，电催化细菌生物膜构建完成。
[0009] 相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：⑴本发明的电路提供了两个回路， 当选择开关拨至与第一选择端连接时，阳极通过固定电阻与阴极连接，微生物阳极得到预 启动，经过三个阶段后，电催化细菌生物膜初步构建完成；当选择开关拨至与第二选择端连 接时，同时接通辅助开关，循环时间继电器的线圈处于得电状态，循环时间继电器的工作触 头进行循环的通断，实现脉冲电流源对微生物阳极的刺激。⑵在阳极电势限定值范围内，利 用逐步递增的脉冲电流对阳极电催化细菌生物膜进行刺激，一方面可实现对电催化细菌生 物膜进行高电流刺激，另一方面，使用脉冲电流，电流通时间不超过1秒，否则会造成微生 物阳极的过度极化，电流断时间不大于1秒，否则达不到对微生物阳极的充分电流刺激；通 过调节合适的占空比，可有效地避免电催化细菌生物膜因阳极过度极化导致的损伤，使得 电催化细菌生物膜可在高电流环境下，不断产生对高电流的适应性。⑶电催化细菌生物膜 催化活性的强弱表现为在一定的电势范围和介质条件下生物膜可产生的催化电流大小，催 化电流大，则催化活性强；本发明的根据阳极电势控制脉冲电流刺激法相比于电势适应法， 可将电催化细菌生物膜的催化活性提高一倍以上。⑷利用本发明的根据阳极电势控制脉冲 电流刺激法，可加快电催化细菌生物膜在阳极表面的发展进程，并且增大了电催化细菌膜 在阳极表面的覆盖度和生物膜厚度，使得电催化细菌生物膜的工作运行稳定性增强。（5)本 发明的根据阳极电势控制脉冲电流刺激法，并不局限于特定的细菌源和细菌类群，利用不 同的环境菌源，包括不同环境中天然沉积物和污水处理厂活性污泥，均可在生物电化学反 应器中，利用本发明构建出性能优于电势适应法得到的电催化细菌生物膜。（6)本发明利用 可调直流电源控制脉冲电流以设定的速率逐步递增，提高了自动化程度，降低了操作者的 劳动强度。（7)当阳极电势升高到阳极电势限定值时，可调直流电源立刻控制脉冲电流大幅 度降低，既避免电催化细菌生物膜因阳极过度极化导致损伤，也使得电催化细菌生物膜得 到较高电流的刺激，增强电催化细菌生物膜对高电流的适应能力。
[0010] 作为本发明的优选方案，所述参比电极为饱和甘汞电极，所述阳极电势限定值 为-0. 3 V?-0. 1 V，所述脉冲电流的递增速率为（0. 03?0. 3)mA/分钟，所述电流设定限 值为每平方厘米阳极面积1 mA。阳极电势限定值取-0.3 V?-0.1 V既可以避免微生物 阳极发生过度极化，又可以保证电催化细菌生物膜尽量受到极限电流的刺激，保证脉冲电 流刺激的效果，提高生物膜的构建效率；脉冲电流的递增速率为（〇. 03?0. 3) mA/分钟既 保证了刺激的效率，又兼顾了生物膜的耐受能力；脉冲电流达到每平方厘米阳极面积1 mA 时，电催化细菌生物膜的耐电流能力已大大优于采用传统的恒外阻或恒电极电势模式构建 的生物膜，电流设定限值高于此值则实现难度过大。
[0011] 作为本发明的优选方案，所述细菌生长培养基液的原料组分及重量含量如下： 氯化钾：氯化钠：氯化钙：氯化镁：碳酸氢钠：氯化铵：磷酸二氢钠：硫酸镁：七水 硫酸亚铁：四水氯化锰：二水钥酸钠：酵母汁：醋酸钠：水=(0.05?0.15) : (0.05? 0· 15) : (0· 05 ?0· 15) : (0· 05 ?0· 15) : (2. 0 ?3. 0) : (1. 0 ?2. 0) : (0· 5 ? 1. 0) : (0· 05 ?0· 15) : (0· 001 ?0· 005) : (0· 001 ?0· 005) : (0· 001 ?0· 005) : (0· 05 ? 0.1) :(1. 6?3. 2) :1000。氯化钾、氯化钠、氯化钙、氯化镁、碳酸氢钠、氯化铵、磷酸二氢钠 和硫酸镁为常量无机盐，一方面用于补充细菌生长所需的钾、钠、钙、镁、碳、氮、磷、硫元素， 另一方面，还具有调控培养液的离子强度和导电能力；如上的配比使培养液保持总离子浓 度为30 mM?40 mM，电导率为1. 5 mS/cm?3. 0 mS/cm ;其中碳酸氢钠和磷酸二氢钠除分 别用作细菌生长的无机碳源和磷源外，还具有缓冲培养液的pH的作用。七水硫酸亚铁、四 水氯化锰和二水钥酸钠分别补充培养液所需的微量元素铁、锰和钥。酵母汁为培养液中的 生长因子；醋酸钠作为有机底物，是细菌生长所需的能源物质，以上组分及重量比可以使产 电菌在极限电流刺激下在阳极较好地生长和发展。
[0012] 作为本发明的优选方案，所述阴极溶液包括50 mM K3Fe(CN)6和100 mM ΚΗ2Ρ04。
[0013] 作为本发明的优选方案，所述微生物菌源为城市生活污水处理厂活性污泥或淡水 环境沉积物中的含产电菌的微生物菌源，接种量按每升所述细菌生长培养基液中接种所述 活性污泥或所述沉积物50?100克。
[0014] 作为本发明的优选方案，所述可调直流电源包括串口通讯接口、电平转换芯片、主 芯片、D/A转换芯片和运算放大器，所述串口通讯接口与所述电平转换芯片连接进行串口接 收与发送数据，所述电平转换芯片与所述主芯片进行串口通信连接实现主芯片内置参数的 写入或修改，所述主芯片向所述D/A转换芯片发送时钟控制信号与数字电压控制信号，所 述D/A转换芯片的信号输出端与所述运算放大器的信号输入端连接，所述运算放大器的信 号输出端与所述P2输出端连接，所述P1输出端通过限流电阻接地；所述主芯片通过控制时 钟信号输出和数字电压信号输出调整电压变化的峰值及电压变化的速率，所述D/A转换芯 片将接受到的数字电压信号转换为电压模拟信号并通过信号输出端发送给所述运算放大 器，所述运算放大器的对接收到的电压模拟信号进行放大提高其驱动能力后输出。主芯片 通过控制时钟信号输出和数字电压信号输出最终实现对P1输出端与P2输出端之间电压变 化峰值及变化速率的控制，从而实现对阳极板与阴极板之间脉冲电流的大小及变化速率的 控制。
[0015] 作为本发明的优选方案，所述串口通讯接口为DB9串口通讯九针接口，所述电平 转换芯片为MAX232型芯片，所述主芯片为STC12C5A60S2型单片机，所述D/A转换芯片为 MAX517型转换芯片，所述运算放大器为LM358型运算放大器。
[0016] 作为本发明的优选方案，所述串口通讯接口的2号脚与3号脚分别接入所述电平 转换芯片的14号脚与13号脚进行串口接收与发送数据，所述电平转换芯片的11号脚与12 号脚分别与所述主芯片的11号脚与10号脚连接进行串口通信；所述主芯片的39号脚与 所述D/A转换芯片的3号脚连接并且接10K的上拉电阻，所述主芯片的38号脚与所述D/A 转换芯片的4号脚连接并且接10K的上拉电阻，所述主芯片的39号脚与所述D/A转换芯片 的3号脚之间传递时钟信号，所述主芯片的38号脚与所述D/A转换芯片的4号脚之间传递 数字电压信号；所述D/A转换芯片的1号脚接入所述运算放大器的3号脚传递电压模拟信 号，所述运算放大器的1号脚与2号脚并接后与所述P2输出端连接。
[0017] 作为本发明的优选方案，所述电平转换芯片的1号脚与3号脚通过1 μ F滤波电容 相互连接，2号脚通过1 μ F滤波电容与Vcc连接，4号脚与5号脚通过1 μ F滤波电容相互 连接，6号脚通过1 μ F滤波电容接地，7号脚与8号脚短接，9号脚悬空，10号脚和15号 脚接地，所述电平转换芯片的16号脚接Vcc且通过1 μ F滤波电容接地；10 μ F滤波电容与 10Κ电阻组成阻容复位电路接所述主芯片的复位引脚9号脚，完成上电复位，所述主芯片的 18号脚、19号脚通过晶振连接且分别通过30pF滤波电容接地，所述主芯片的20号脚接地， 40号脚接接Vcc且通过滤波电容接地；所述D/A转换芯片的2号脚、5号脚、6号脚均接地， 7号脚和8号脚接Vcc ;所述运算放大器的4号脚接地，8号脚接Vcc且通过滤波电容接地。
[0018] 作为本发明的优选方案，所述参比电极接入所述主芯片的7号脚。主芯片可以直 接根据参比电极电势，计算出微生物阳极相对于参比电极的电极电势，并作为反馈信号控 制脉冲电流的变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与 说明用，非用以限制本发明。
[0020] 图1为微生物电化学反应器的电路连接示意图。
[0021] 图2为可调直流电源的原理图。
[0022] 图3为微生物阳极在预启动过程中的阳极电势变化图。
[0023] 图4为未经极限脉冲电流刺激发展出的电催化细菌生物膜。
[0024] 图5为微生物电化学反应器的阳极电势及脉冲电流变化过程图。
[0025] 图6为经极限脉冲电流刺激发展出的电催化细菌生物膜。
[0026] 图中：QS1.选择开关；QS2.辅助开关；R〇.固定电阻；DV1.直流稳压电源；DV2.辅 助直流电源；A.电流表；KT.循环时间继电器；RE.参比电极。
【具体实施方式】
[0027] 图1所示为本发明微生物电化学反应器的电路连接示意图，电路元件包括选择开 关QS1、固定电阻R。、参比电极RE、电流表A、通/断时间比在（0.1s?10 s) : (0.1s?10 s)范围内可调的循环时间继电器KT和可调直流电源，选择开关QS1的共端与阳极板连接， 选择开关QS1的第一选择端与固定电阻&串联后与阴极板连接，选择开关QS1的第二选择 端与可调直流电源的P1输出端连接，可调直流电源的P2输出端依次与电流表、循环时间继 电器KT的工作触头及阴极板相串联，循环时间继电器KT的线圈通过辅助开关QS2连接在 辅助直流电源DV2的两端。直流稳压电源DV1向可调直流电源提供基本电压，参比电极RE 选择饱和甘汞电极，阳极电势测量监控可以单独进行，也可以直接由可调直流电源取信号 测量。阳极板面积为1.5 cmX 3.0 cm,阴极板面积为5. OcmX 10. 0 cm。
[0028] 如图2所示，可调直流电源包括串口通讯接口、电平转换芯片、主芯片、D/A转换芯 片和运算放大器，串口通讯接口与电平转换芯片连接进行串口接收与发送数据，电平转换 芯片与主芯片进行串口通信连接实现主芯片内置参数的写入或修改，主芯片向D/A转换芯 片发送时钟控制信号与数字电压控制信号，D/A转换芯片的信号输出端与运算放大器的信 号输入端连接，运算放大器的信号输出端与P2输出端连接，P1输出端通过限流电阻接地； 主芯片通过控制时钟信号输出和数字电压信号输出调整电压变化的峰值及电压变化的速 率，D/A转换芯片将接受到的数字电压信号转换为电压模拟信号并通过信号输出端发送给 运算放大器，运算放大器的对接收到的电压模拟信号进行放大提高其驱动能力后输出。主 芯片通过控制时钟信号输出和数字电压信号输出最终实现对P1输出端与P2输出端之间电 压变化峰值及变化速率的控制，从而实现对阳极板与阴极板之间脉冲电流的大小及变化速 率的控制。
[0029] 串口通讯接口优选为DB9串口通讯九针接口，电平转换芯片优选为MAX232型芯 片，主芯片优选为STC12C5A60S2型单片机，D/A转换芯片优选为MAX517型转换芯片，运算 放大器优选为LM358型运算放大器。
[0030] 串口通讯接口的2号脚与3号脚分别接入电平转换芯片的14号脚与13号脚进行 串口接收与发送数据，电平转换芯片的11号脚与12号脚分别与主芯片的11号脚与10号 脚连接进行串口通信；电平转换芯片的1号脚与3号脚通过1 μ F滤波电容相互连接，2号 脚通过1 μ F滤波电容与Vcc连接，4号脚与5号脚通过1 μ F滤波电容相互连接，6号脚通 过1 μ F滤波电容接地，7号脚与8号脚短接，9号脚悬空，10号脚和15号脚接地，电平转换 芯片的16号脚接Vcc且通过1 μ F滤波电容接地。
[0031] 主芯片的39号脚与D/A转换芯片的3号脚连接并且接10Κ的上拉电阻，主芯片的 38号脚与D/A转换芯片的4号脚连接并且接10Κ的上拉电阻；主芯片的39号脚与D/A转 换芯片的3号脚之间传递时钟信号，主芯片的38号脚与D/A转换芯片的4号脚之间传递数 字电压信号。10 μ F滤波电容与10Κ电阻组成阻容复位电路接主芯片的复位引脚9号脚，完 成上电复位；参比电极接入主芯片的7号脚，主芯片的18号脚、19号脚通过晶振连接且分 别通过30pF滤波电容接地，主芯片的20号脚接地，40号脚接接Vcc且通过滤波电容接地。
[0032] D/A转换芯片的1号脚接入运算放大器的3号脚传递电压模拟信号，D/A转换芯片 的2号脚、5号脚、6号脚均接地，7号脚和8号脚接Vcc。
[0033] 运算放大器的1号脚与2号脚并接后与P2输出端连接，运算放大器的4号脚接地， 8号脚接Vcc且通过滤波电容接地。
[0034] 实施例一 本发明自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，依次包括如下步骤： ⑴组装微生物电化学反应器，微生物电化学反应器包括装有阳极板的阳极室和装有阴 极板的阴极室。
[0035] ⑵如图1、图2所示连接电路元件。
[0036] ⑶微生物阳极预启动，向微生物电化学反应器的阳极室注入细菌生长培养基液将 阳极浸没，向微生物电化学反应器的阴极室注入阴极溶液将阴极浸没，再向阳极室中接种 含产电菌的微生物菌源，接着将选择开关QS1拨至与第一选择端接通使阳极通过固定电阻 R〇与阴极电连接，对微生物阳极进行预启动。
[0037] 细菌生长培养基液的原料组分及重量含量如下：氯化钾：氯化钠：氯化钙：氯化 镁：碳酸氢钠：氯化铵：磷酸二氢钠：硫酸镁：七水硫酸亚铁：四水氯化锰：二水钥酸钠： 酵母汁：醋酸钠：水=0.08 : 0.07 : 0.07 : 0.08 : 2.5 : 1.5 : 0.7 : 0.10:0.003: 0· 003 :0· 003 :0· 08 :2· 4 :1000。阴极溶液包括 50 mM K3Fe(CN)6 和 100 mM ΚΗ2Ρ04。
[0038] 微生物菌源为城市生活污水处理厂活性污泥中含产电菌的微生物菌源，接种量按 每升细菌生长培养基液中接种活性污泥80克。
[0039] ⑷连续测量微生物阳极在预启动过程中的阳极电势变化，如图3所示，阳极电势 变化依次分为三个阶段，第一阶段为缓慢下降阶段，阳极电势处于高位在65小时内共下降 小于〇. IV ;第二阶段为快速下降阶段，阳极电势在20小时内下降0. 6V ;第三阶段为平稳变 化阶段，阳极电势变化的幅度稳定在±0. 03V以内达15小时，当阳极电势变化到达第三阶 段即为微生物阳极预启动完成，阳极的电催化细菌生物膜初步构建完成，此时的电催化细 菌生物膜如图4所示。
[0040] (5)接通辅助开关QS2使循环时间继电器KT的线圈得电，调节循环时间继电器KT 的通断时间比为1秒：1秒；将选择开关拨到与第二选择端接通并启动可调直流电源，在阳 极板与阴极板之间形成脉冲电流，可调直流电源通过调整输出电压控制脉冲电流以设定的 速率逐步递增；同时连续测量微生物阳极相对于参比电极的电极电势作为可调直流电源的 反馈控制信号，随着脉冲电流的逐步递增，微生物阳极的电极电势也逐步升高，微生物阳极 的极化程度增大。
[0041] (6)当微生物阳极的电极电势升高到阳极电势限定值时，可调直流电源通过调整输 出电压控制脉冲电流立刻降低到当前值的50%，微生物阳极的电极电势随之降低；然后以 降低后的电流值为新起点，可调直流电源再次控制脉冲电流以设定的速率逐步递增，直至 微生物阳极的电极电势再次升高到阳极电势限定值，阳极电势限定值取-0. 3V，脉冲电流的 递增速率为〇. 〇3mA/分钟。
[0042] (7)反复进行第（6)步操作，微生物阳极的耐电流能力逐步增强，如图5所示，直至 在微生物阳极的电极电势升至阳极电势限定值前，脉冲电流值达到并稳定在电流设定限值 达10小时以上，电催化细菌生物膜构建完成，电流设定限值为每平方厘米阳极面积1 mA， 经极限脉冲电流刺激发展出的电催化细菌生物膜如图6所示。
[0043] 实施例二 本发明自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，依次包括如下步骤： ⑴组装微生物电化学反应器，微生物电化学反应器包括装有阳极板的阳极室和装有阴 极板的阴极室。
[0044] ⑵如图1、图2所示连接电路元件。
[0045] ⑶微生物阳极预启动，向微生物电化学反应器的阳极室注入细菌生长培养基液将 阳极浸没，向微生物电化学反应器的阴极室注入阴极溶液将阴极浸没，再向阳极室中接种 含产电菌的微生物菌源，接着将选择开关QS1拨至与第一选择端接通使阳极通过固定电阻 R0与阴极电连接，对微生物阳极进行预启动。
[0046] 细菌生长培养基液的原料组分及重量含量如下：氯化钾：氯化钠：氯化钙：氯化 镁：碳酸氢钠：氯化铵：磷酸二氢钠：硫酸镁：七水硫酸亚铁：四水氯化锰：二水钥酸钠： 酵母汁：醋酸钠：水=0.05 : 0.05 : 0.05 : 0.05 : 2.0 : 1.0 : 0.5 : 0.05:0.001: 0· 001 :0· 001 :0· 05 :1· 6 :1000。阴极溶液包括 50 mM K3Fe(CN)6 和 100 mM ΚΗ2Ρ04。
[0047] 微生物菌源为淡水环境沉积物中含产电菌的微生物菌源，接种量按每升细菌生长 培养基液中接种沉积物50克。
[0048] ⑷连续测量微生物阳极在预启动过程中的阳极电势变化，阳极电势变化依次分为 三个阶段，第一阶段为缓慢下降阶段，阳极电势处于高位在2天内共下降小于0. IV ;第二阶 段为快速下降阶段，阳极电势在10小时内下降〇. 2V ;第三阶段为平稳变化阶段，阳极电势 变化的幅度稳定在±0. 03V以内达10小时，当阳极电势变化到达第三阶段即为微生物阳极 预启动完成，阳极的电催化细菌生物膜初步构建完成。
[0049] (5)接通辅助开关QS2使循环时间继电器KT的线圈得电，调节循环时间继电器KT 的通断时间比为0.5秒：1秒；将选择开关拨到与第二选择端接通并启动可调直流电源，在 阳极板与阴极板之间形成脉冲电流，可调直流电源通过调整输出电压控制脉冲电流以设定 的速率逐步递增；同时连续测量微生物阳极相对于参比电极的电极电势作为可调直流电源 的反馈控制信号，随着脉冲电流的逐步递增，微生物阳极的电极电势也逐步升高，微生物阳 极的极化程度增大。
[0050] (6)当微生物阳极的电极电势升高到阳极电势限定值时，可调直流电源通过调整输 出电压控制脉冲电流立刻降低到当前值的40%，微生物阳极的电极电势随之降低；然后以 降低后的电流值为新起点，可调直流电源再次控制脉冲电流以设定的速率逐步递增，直至 微生物阳极的电极电势再次升高到阳极电势限定值，阳极电势限定值取-0. 2 V，脉冲电流 的递增速率为0. 06mA/分钟。
[0051] (7)反复进行第（6)步操作，微生物阳极的耐电流能力逐步增强，直至在微生物阳极 的电极电势升至阳极电势限定值前，脉冲电流值达到并稳定在电流设定限值达10小时以 上，电催化细菌生物膜构建完成，电流设定限值为每平方厘米阳极面积1 mA。
[0052] 实施例三 本发明自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，依次包括如下步骤： ⑴组装微生物电化学反应器，微生物电化学反应器包括装有阳极板的阳极室和装有阴 极板的阴极室。
[0053] ⑵如图1、图2所示连接电路元件。
[0054] ⑶微生物阳极预启动，向微生物电化学反应器的阳极室注入细菌生长培养基液将 阳极浸没，向微生物电化学反应器的阴极室注入阴极溶液将阴极浸没，再向阳极室中接种 含产电菌的微生物菌源，接着将选择开关QS1拨至与第一选择端接通使阳极通过固定电阻 R〇与阴极电连接，对微生物阳极进行预启动。
[0055] 细菌生长培养基液的原料组分及重量含量如下，氯化钾：氯化钠：氯化钙：氯化 镁：碳酸氢钠：氯化铵：磷酸二氢钠：硫酸镁：七水硫酸亚铁：四水氯化锰：二水钥酸钠： 酵母汁：醋酸钠：水=0.15 : 0.15 : 0.15 : 0.15 : 3.0 : 2.0 : 1.0 : 0.15:0.005: 0· 005 :0· 005 :0· 1 :3· 2 :1000。阴极溶液包括 50 mM K3Fe(CN)6 和 100 mM ΚΗ2Ρ04。
[0056] 微生物菌源为城市生活污水处理厂活性污泥中的含产电菌的微生物菌源，接种量 按每升细菌生长培养基液中接种活性污泥1〇〇克。
[0057] ⑷连续测量微生物阳极在预启动过程中的阳极电势变化，阳极电势变化依次分为 三个阶段，第一阶段为缓慢下降阶段，阳极电势处于高位在7天内共下降小于0. IV ;第二阶 段为快速下降阶段，阳极电势在20小时内下降0. 6V ;第三阶段为平稳变化阶段，阳极电势 变化的幅度稳定在±0. 03V以内达12小时，当阳极电势变化到达第三阶段即为微生物阳极 预启动完成，阳极的电催化细菌生物膜初步构建完成。
[0058] (5)接通辅助开关QS2使循环时间继电器KT的线圈得电，调节循环时间继电器KT 的通断时间比为0.7秒：1秒；将选择开关拨到与第二选择端接通并启动可调直流电源，在 阳极板与阴极板之间形成脉冲电流，可调直流电源通过调整输出电压控制脉冲电流以设定 的速率逐步递增；同时连续测量微生物阳极相对于参比电极的电极电势作为可调直流电源 的反馈控制信号，随着脉冲电流的逐步递增，微生物阳极的电极电势也逐步升高，微生物阳 极的极化程度增大。
[0059] (6)当微生物阳极的电极电势升高到阳极电势限定值时，可调直流电源通过调整输 出电压控制脉冲电流立刻降低到当前值的60%，微生物阳极的电极电势随之降低；然后以 降低后的电流值为新起点，可调直流电源再次控制脉冲电流以设定的速率逐步递增，直至 微生物阳极的电极电势再次升高到阳极电势限定值，阳极电势限定值取-〇. 1 V，脉冲电流 的递增速率为0. 3mA/分钟。
[0060] ⑴反复进行第（6)步操作，微生物阳极的耐电流能力逐步增强，直至在微生物阳极 的电极电势升至阳极电势限定值前，脉冲电流值达到并稳定在电流设定限值达10小时以 上，电催化细菌生物膜构建完成，电流设定限值为每平方厘米阳极面积1 mA。
[0061] 实施例四 本发明自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，依次包括如下步骤： ⑴组装微生物电化学反应器，微生物电化学反应器包括装有阳极板的阳极室和装有阴 极板的阴极室。
[0062] ⑵如图1、图2所示连接电路元件。
[0063] ⑶微生物阳极预启动，向微生物电化学反应器的阳极室注入细菌生长培养基液将 阳极浸没，向微生物电化学反应器的阴极室注入阴极溶液将阴极浸没，再向阳极室中接种 含产电菌的微生物菌源，接着将选择开关QS1拨至与第一选择端接通使阳极通过固定电阻 R〇与阴极电连接，对微生物阳极进行预启动。
[0064] 细菌生长培养基液的原料组分及重量含量如下：氯化钾：氯化钠：氯化钙：氯化 镁：碳酸氢钠：氯化铵：磷酸二氢钠：硫酸镁：七水硫酸亚铁：四水氯化锰：二水钥酸钠： 酵母汁：醋酸钠：水=0.05 : 0.15 : 0.05 : 0.15 : 2.5 : 1.0 : 1.0 : 0.15:0.001: 0· 005 :0· 001 :0· 1 :2· 0 :1000。阴极溶液包括 50 mM K3Fe(CN)6 和 100 mM ΚΗ2Ρ04。
[0065] 微生物菌源为淡水环境沉积物中含产电菌的微生物菌源，接种量按每升细菌生长 培养基液中接种沉积物70克。
[0066] ⑷连续测量微生物阳极在预启动过程中的阳极电势变化，阳极电势变化依次分为 三个阶段，第一阶段为缓慢下降阶段，阳极电势处于高位在3天内共下降小于0. IV ;第二阶 段为快速下降阶段，阳极电势在16小时内下降0. 4V ;第三阶段为平稳变化阶段，阳极电势 变化的幅度稳定在±0. 03V以内达13小时，当阳极电势变化到达第三阶段即为微生物阳极 预启动完成，阳极的电催化细菌生物膜初步构建完成。
[0067] (5)接通辅助开关QS2使循环时间继电器KT的线圈得电，调节循环时间继电器KT 的通断时间比为1秒：1秒；将选择开关拨到与第二选择端接通并启动可调直流电源，在阳 极板与阴极板之间形成脉冲电流，可调直流电源通过调整输出电压控制脉冲电流以设定的 速率逐步递增；同时连续测量微生物阳极相对于参比电极的电极电势作为可调直流电源的 反馈控制信号，随着脉冲电流的逐步递增，微生物阳极的电极电势也逐步升高，微生物阳极 的极化程度增大。
[0068] (6)当微生物阳极的电极电势升高到阳极电势限定值时，可调直流电源通过调整输 出电压控制脉冲电流立刻降低到当前值的50%，微生物阳极的电极电势随之降低；然后以 降低后的电流值为新起点，可调直流电源再次控制脉冲电流以设定的速率逐步递增，直至 微生物阳极的电极电势再次升高到阳极电势限定值，阳极电势限定值取-0.3 V，脉冲电流 的递增速率为0. 1mA/分钟。
[0069] (7)反复进行第（6)步操作，微生物阳极的耐电流能力逐步增强，直至在微生物阳极 的电极电势升至阳极电势限定值前，脉冲电流值达到并稳定在电流设定限值达10小时以 上，电催化细菌生物膜构建完成，电流设定限值为每平方厘米阳极面积1 mA。
[0070] 实施例五 本发明自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，依次包括如下步骤： ⑴组装微生物电化学反应器，微生物电化学反应器包括装有阳极板的阳极室和装有阴 极板的阴极室。
[0071] ⑵如图1、图2所示连接电路元件。
[0072] ⑶微生物阳极预启动，向微生物电化学反应器的阳极室注入细菌生长培养基液将 阳极浸没，向微生物电化学反应器的阴极室注入阴极溶液将阴极浸没，再向阳极室中接种 含产电菌的微生物菌源，接着将选择开关QS1拨至与第一选择端接通使阳极通过固定电阻 R〇与阴极电连接，对微生物阳极进行预启动。
[0073] 细菌生长培养基液的原料组分及重量含量如下：氯化钾：氯化钠：氯化钙：氯化 镁：碳酸氢钠：氯化铵：磷酸二氢钠：硫酸镁：七水硫酸亚铁：四水氯化锰：二水钥酸钠： 酵母汁：醋酸钠：水=0.09 : 0.08 : 0.07 : 0.09 : 2.4 : 1.8 : 0.9 : 0.07:0.002: 0· 003 :0· 005 :0· 07 :1· 9 :1000。阴极溶液包括 50 mM K3Fe(CN)6 和 100 mM ΚΗ2Ρ04。
[0074] 微生物菌源为城市生活污水处理厂活性污泥中含产电菌的微生物菌源，接种量按 每升细菌生长培养基液中接种活性污泥90克。
[0075] ⑷连续测量微生物阳极在预启动过程中的阳极电势变化，阳极电势变化依次分为 三个阶段，第一阶段为缓慢下降阶段，阳极电势处于高位在4天内共下降小于0. IV ;第二阶 段为快速下降阶段，阳极电势在18小时内下降0. 5V ;第三阶段为平稳变化阶段，阳极电势 变化的幅度稳定在±0. 03V以内达18小时，当阳极电势变化到达第三阶段即为微生物阳极 预启动完成，阳极的电催化细菌生物膜初步构建完成。
[0076] (5)接通辅助开关QS2使循环时间继电器KT的线圈得电，调节循环时间继电器KT 的通断时间比为0.8秒：1秒；将选择开关拨到与第二选择端接通并启动可调直流电源，在 阳极板与阴极板之间形成脉冲电流，可调直流电源通过调整输出电压控制脉冲电流以设定 的速率逐步递增；同时连续测量微生物阳极相对于参比电极的电极电势作为可调直流电源 的反馈控制信号，随着脉冲电流的逐步递增，微生物阳极的电极电势也逐步升高，微生物阳 极的极化程度增大。
[0077] (6)当微生物阳极的电极电势升高到阳极电势限定值时，可调直流电源通过调整输 出电压控制脉冲电流立刻降低到当前值的50%，微生物阳极的电极电势随之降低；然后以 降低后的电流值为新起点，可调直流电源再次控制脉冲电流以设定的速率逐步递增，直至 微生物阳极的电极电势再次升高到阳极电势限定值，阳极电势限定值取-0.2 V，脉冲电流 的递增速率为0. 2mA/分钟。
[0078] (7)反复进行第（6)步操作，微生物阳极的耐电流能力逐步增强，直至在微生物阳极 的电极电势升至阳极电势限定值前，脉冲电流值达到并稳定在电流设定限值达10小时以 上，电催化细菌生物膜构建完成，电流设定限值为每平方厘米阳极面积1 mA。
[0079] 实施例六 本发明自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，依次包括如下步骤： ⑴组装微生物电化学反应器，微生物电化学反应器包括装有阳极板的阳极室和装有阴 极板的阴极室。
[0080] ⑵如图1、图2所示连接电路元件。
[0081] ⑶微生物阳极预启动，向微生物电化学反应器的阳极室注入细菌生长培养基液将 阳极浸没，向微生物电化学反应器的阴极室注入阴极溶液将阴极浸没，再向阳极室中接种 含产电菌的微生物菌源，接着将选择开关QS1拨至与第一选择端接通使阳极通过固定电阻 R〇与阴极电连接，对微生物阳极进行预启动。
[0082] 细菌生长培养基液的原料组分及重量含量如下：氯化钾：氯化钠：氯化钙：氯化 镁：碳酸氢钠：氯化铵：磷酸二氢钠：硫酸镁：七水硫酸亚铁：四水氯化锰：二水钥酸钠： 酵母汁：醋酸钠：水=0.15 : 0.05 : 0.15 : 0.08 : 2.0 : 2.0 : 0.5 : 0.08:0.003: 0· 004 :0· 005 :0· 05 :3· 2 :1000。阴极溶液包括 50 mM K3Fe(CN)6 和 100 mM ΚΗ2Ρ04。
[0083] 微生物菌源为城市生活污水处理厂活性污泥中含产电菌的微生物菌源，接种量按 每升细菌生长培养基液中接种活性污泥90克。
[0084] ⑷连续测量微生物阳极在预启动过程中的阳极电势变化，阳极电势变化依次分为 三个阶段，第一阶段为缓慢下降阶段，阳极电势处于高位在4天内共下降小于0. IV ;第二阶 段为快速下降阶段，阳极电势在16小时内下降0. 5V ;第三阶段为平稳变化阶段，阳极电势 变化的幅度稳定在±0. 03V以内达10小时，当阳极电势变化到达第三阶段即为微生物阳极 预启动完成，阳极的电催化细菌生物膜初步构建完成。
[0085] (5)接通辅助开关QS2使循环时间继电器KT的线圈得电，调节循环时间继电器KT 的通断时间比为1秒：1秒；将选择开关拨到与第二选择端接通并启动可调直流电源，在阳 极板与阴极板之间形成脉冲电流，可调直流电源通过调整输出电压控制脉冲电流以设定的 速率逐步递增；同时连续测量微生物阳极相对于参比电极的电极电势作为可调直流电源的 反馈控制信号，随着脉冲电流的逐步递增，微生物阳极的电极电势也逐步升高，微生物阳极 的极化程度增大。
[0086] (6)当微生物阳极的电极电势升高到阳极电势限定值时，可调直流电源通过调整输 出电压控制脉冲电流立刻降低到当前值的40%，微生物阳极的电极电势随之降低；然后以 降低后的电流值为新起点，可调直流电源再次控制脉冲电流以设定的速率逐步递增，直至 微生物阳极的电极电势再次升高到阳极电势限定值，阳极电势限定值取-0.3 V，脉冲电流 的递增速率为0. 15mA/分钟。
[0087] (7)反复进行第（6)步操作，微生物阳极的耐电流能力逐步增强，直至在微生物阳极 的电极电势升至阳极电势限定值前，脉冲电流值达到并稳定在电流设定限值达10小时以 上，电催化细菌生物膜构建完成，电流设定限值为每平方厘米阳极面积1 mA。
[0088] MAX232型芯片和MAX517型转换芯片由美信（ΜΑΧΠΟ公司生产，STC12C5A60S2型 单片机由宏晶科技有限公司生产，LM358型运算放大器由深圳市盛佰威电子有限公司生产。 [〇〇89] 以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范 围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，例如可以采用功能类似的其它可调直 流电源。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本 发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。
【权利要求】
1. 一种自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：⑴ 组装微生物电化学反应器，所述微生物电化学反应器包括装有阳极板的阳极室和装有阴极 板的阴极室；⑵连接电路元件，电路元件包括选择开关、固定电阻、参比电极、电流表、循环 时间继电器和可调直流电源，所述选择开关的共端与所述阳极板连接，所述选择开关的第 一选择端与所述固定电阻串联后与所述阴极板连接，所述选择开关的第二选择端与所述可 调直流电源的P1输出端连接，所述可调直流电源的P2输出端依次与所述电流表、循环时间 继电器的工作触头及所述阴极板相串联，所述循环时间继电器的线圈通过辅助开关连接在 辅助直流电源的两端；⑶微生物阳极预启动，向所述微生物电化学反应器的阳极室注入细 菌生长培养基液将阳极浸没，向微生物电化学反应器的阴极室注入阴极溶液将阴极浸没， 再向所述阳极室中接种含产电菌的微生物菌源，接着将所述选择开关拨至与第一选择端接 通，使阳极通过固定电阻与阴极电连接，对微生物阳极进行预启动；⑷连续测量微生物阳极 在预启动过程中的阳极电势变化，阳极电势变化依次分为三个阶段，第一阶段为缓慢下降 阶段，阳极电势处于高位在2?5天内共下降小于0. IV ;第二阶段为快速下降阶段，阳极电 势在10?20小时内下降0. 2V?0. 6V ;第三阶段为平稳变化阶段，阳极电势变化的幅度稳 定在±0. 03V以内达10小时以上，当阳极电势变化到达第三阶段即为微生物阳极预启动完 成，阳极的电催化细菌生物膜初步构建完成；(5)接通所述辅助开关使循环时间继电器的线 圈得电，调节所述循环时间继电器的通断时间比为（〇. 5?1)秒：1秒；将所述选择开关拨 到与第二选择端接通并启动所述可调直流电源，在所述阳极板与所述阴极板之间形成脉冲 电流，所述可调直流电源通过调整输出电压控制所述脉冲电流以设定的速率逐步递增；同 时连续测量所述微生物阳极相对于所述参比电极的电极电势作为所述可调直流电源的反 馈控制信号，随着脉冲电流的逐步递增，所述微生物阳极的电极电势也逐步升高，微生物阳 极的极化程度增大；(6)当所述微生物阳极的电极电势升高到阳极电势限定值时，所述可调 直流电源通过调整输出电压控制脉冲电流立刻降低到当前值的40%?60%，所述微生物阳 极的电极电势随之降低；然后以降低后的电流值为新起点，所述可调直流电源再次控制脉 冲电流以设定的速率逐步递增，直至所述微生物阳极的电极电势再次升高到阳极电势限定 值；（7)反复进行第（6)步操作，所述微生物阳极的耐电流能力逐步增强，直至在微生物阳 极的电极电势升至阳极电势限定值前，脉冲电流值达到并稳定在电流设定限值达10小时 以上，电催化细菌生物膜构建完成。
2. 根据权利要求1所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于：所述 参比电极为饱和甘汞电极，所述阳极电势限定值为-〇. 3 V?-0. 1 V，所述脉冲电流的递增 速率为（0. 03?0. 3) mA/分钟，所述电流设定限值为每平方厘米阳极面积1 mA。
3. 根据权利要求1所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于，所述 细菌生长培养基液的原料组分及重量含量如下：氯化钾：氯化钠：氯化钙：氯化镁：碳酸 氢钠：氯化铵：磷酸二氢钠：硫酸镁：七水硫酸亚铁：四水氯化锰：二水钥酸钠：酵母汁： 醋酸钠：水= (0.05 ?0.15) : (0.05 ?0.15) : (0.05 ?0.15) : (0.05 ?0.15) : (2.0 ? 3.0) : (1.0 ?2.0) : (0.5 ?1.0) : (0.05 ?0.15) :(0.001 ?0.005) :(0.001 ? 0· 005) : (0· 001 ?0· 005) : (0· 05 ?0· 1) : (1. 6 ?3. 2) :1000。
4. 根据权利要求1所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于：所述 阴极溶液包括 50 mM K3Fe(CN)6 和 100 mM KH2P04。
5. 根据权利要求1所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于：所述 微生物菌源为城市生活污水处理厂活性污泥或淡水环境沉积物中的含产电菌的微生物菌 源，接种量按每升所述细菌生长培养基液中接种所述活性污泥或所述沉积物50?100克。
6. 根据权利要求1所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于：所述 可调直流电源包括串口通讯接口、电平转换芯片、主芯片、D/A转换芯片和运算放大器，所述 串口通讯接口与所述电平转换芯片连接进行串口接收与发送数据，所述电平转换芯片与所 述主芯片进行串口通信连接实现主芯片内置参数的写入或修改，所述主芯片向所述D/A转 换芯片发送时钟控制信号与数字电压控制信号，所述D/A转换芯片的信号输出端与所述运 算放大器的信号输入端连接，所述运算放大器的信号输出端与所述P2输出端连接，所述P1 输出端通过限流电阻接地；所述主芯片通过控制时钟信号输出和数字电压信号输出调整电 压变化的峰值及电压变化的速率，所述D/A转换芯片将接受到的数字电压信号转换为电压 模拟信号并通过信号输出端发送给所述运算放大器，所述运算放大器的对接收到的电压模 拟信号进行放大提高其驱动能力后输出。
7. 根据权利要求6所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于：所述 串口通讯接口为DB9串口通讯九针接口，所述电平转换芯片为MAX232型芯片，所述主芯片 为STC12C5A60S2型单片机，所述D/A转换芯片为MAX517型转换芯片，所述运算放大器为 LM358型运算放大器。
8. 根据权利要求7所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于：所述 串口通讯接口的2号脚与3号脚分别接入所述电平转换芯片的14号脚与13号脚进行串口 接收与发送数据，所述电平转换芯片的11号脚与12号脚分别与所述主芯片的11号脚与10 号脚连接进行串口通信；所述主芯片的39号脚与所述D/A转换芯片的3号脚连接并且接 10K的上拉电阻，所述主芯片的38号脚与所述D/A转换芯片的4号脚连接并且接10K的上 拉电阻，所述主芯片的39号脚与所述D/A转换芯片的3号脚之间传递时钟信号，所述主芯 片的38号脚与所述D/A转换芯片的4号脚之间传递数字电压信号；所述D/A转换芯片的1 号脚接入所述运算放大器的3号脚传递电压模拟信号，所述运算放大器的1号脚与2号脚 并接后与所述P2输出端连接。
9. 根据权利要求8所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在于：所述 电平转换芯片的1号脚与3号脚通过1 μ F滤波电容相互连接，2号脚通过1 μ F滤波电容 与Vcc连接，4号脚与5号脚通过1 μ F滤波电容相互连接，6号脚通过1 μ F滤波电容接地， 7号脚与8号脚短接，9号脚悬空，10号脚和15号脚接地，所述电平转换芯片的16号脚接 Vcc且通过1 μ F滤波电容接地；10 μ F滤波电容与10Κ电阻组成阻容复位电路接所述主芯 片的复位引脚9号脚，完成上电复位，所述主芯片的18号脚、19号脚通过晶振连接且分别通 过30pF滤波电容接地，所述主芯片的20号脚接地，40号脚接接Vcc且通过滤波电容接地； 所述D/A转换芯片的2号脚、5号脚、6号脚均接地，7号脚和8号脚接Vcc ;所述运算放大器 的4号脚接地，8号脚接Vcc且通过滤波电容接地。
10. 根据权利要求7或8或9所述的自动构建稳定电催化细菌生物膜的方法，其特征在 于：所述参比电极接入所述主芯片的7号脚。
【文档编号】H01M8/16GK104091962SQ201410291215
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】张恩仁, 汪霄, 刁国旺 申请人:扬州大学