本发明涉及离子液体的应用领域,具体是一种亲和微生物离子液体的优选及其在微生物电池系统中的应用。
背景技术:
1、离子液体(ionic liquid, il)是一类完全由阴离子和阳离子组成的材料,在室温下呈液态,因其具有较高的 co2 吸收能力、热力学稳定性和不易挥发性,在 co2 捕集领域受到越来越多的关注。为了提高 il 对 co2 捕集的适用性,研究人员对传统 il 的结构进行了改进,并开发了一系列专门用于 co2捕集的功能化 il,包括氨基功能化 il、非氨基功能化 il和负载型 il。这些改进使得 il 在捕集 co2 时具有更高的吸附容量和选择性,更快的吸附速率和更好的吸解吸循环稳定性。il 具有高溶解度和低损耗的特点,已成为 co2捕集的重要材料家族。最近,考虑到 il 的高导电性,研究人员开始考虑将其用于 co2 的电化学还原,以实现 co2 捕集与 转化的一体化。第一个想法是直接用 il 代替水溶液作为电解质。在这种情况下,它不仅可以利用 co2 的高溶解度和导电性,还可以抑制 co2 转化过程中竞争性析氢反应的发生。此外,研究人员发现,将一些 il 作为电解质的添加剂或修饰成电极也可以产生独特的效果,以提高 co2 转化的效率。因此,il 作为电解质、电解质添加剂和电极改性剂得到了广泛的研究。
2、而目前兴起的mec也是实现co2捕集的一个重要途径,但是因为缺乏良好的电解质,mec系统内部电子传递效率比较低,因此co2转化效率比较低。离子液体是一种优秀的电解质,但是目前离子液体主要应用于燃料电池中,而且部分离子液体对微生物具有毒害作用,因此选择一种对微生物无害的离子液体至关重要。
技术实现思路
1、本发明的目的是选取一种亲和微生物的离子液体,通过培养细菌并观察其对细菌生长活性的影响,明确对细菌生长影响较小的离子液体,以用于mec系统作为电解质,提高电子转移速率。
2、本发明通过以下步骤实现:
3、以希瓦氏菌为研究对象,采用离子液体[n2222]im(il1)和[n2222]gly(il2)进行培养,探究其对希瓦氏菌生长活性、电化学活性和代谢产物的影响。
4、设计三组富集培养实验,通过不同时间点加入不同浓度的离子液体,进行震荡培养。
5、其中,实验组a:将希瓦氏菌与不同浓度的离子液体共同加入到100ml lb培养基(nacl,10g/l;胰蛋白胨,10g/l;酵母粉,5g/l)中,震荡培养24h;
6、实验组b:将希瓦氏菌在100ml lb培养基震荡培养8h后加入不同浓度的离子液体,继续震荡培养16h;
7、实验组c:将希瓦氏菌在100ml lb培养基震荡培养12h后,od值达到2,加入不同浓度的离子液体,继续震荡培养12h。
8、优选的,对于离子液体对于希瓦氏菌的电化学活性影响设计了三组燃料电池,燃料电池阴极为150ml磷酸缓冲液,阳极分别为不添加il的150ml菌液与培养基混合液;
9、优选的,添加10mmol/l il1的150ml菌液与培养基混合液;
10、优选的,添加10mmol/l il2的150ml菌液与培养基混合液;
11、优选的,通过接种环将保菌瓶中的细菌接种到锥形瓶中进行培养,然后将锥形瓶放入振荡培养箱中,培养24h后通过od值检测、死活观察和电镜观察,评估离子液体对希瓦氏菌的影响。
12、il2具有较弱的微生物抑制能力,适合应用于微生物电解池中。
13、相对于现有技术,本发明的有益效果为:(1)本发明通过优化离子液体的选择,提高了mec系统内部的电子传递效率,这对于提升整个系统的能源转换效率至关重要。(2)通过使用亲和微生物的离子液体作为mec系统的电解质,可以提高co2的转化效率,从而有助于减少温室气体排放,对抗全球气候变化。(3)提高mec系统的效率和性能,可以降低能耗和成本,对于推动可持续能源技术的发展具有潜在的经济效益。
1.一种亲和微生物离子液体的优选及其在微生物电池系统中的应用,其特征在于,通过将离子液体用于培养细菌,观察对细菌生长活性的影响,以明确对细菌生长影响较小的离子液体。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,用于mec系统作为电解质,以提高电子转移速率。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所选离子液体为[n2222]gly。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,燃料电池阴极为150 ml磷酸缓冲液。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,离子液体培养菌液浓度为10 mmol/l。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,离子液体优选基于其对希瓦氏菌生长活性、电化学活性和代谢产物的影响。