CN115637239A - 硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂化体系及其制备与固碳方法 - Google Patents
硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂化体系及其制备与固碳方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115637239A CN115637239A CN202211193171.1A CN202211193171A CN115637239A CN 115637239 A CN115637239 A CN 115637239A CN 202211193171 A CN202211193171 A CN 202211193171A CN 115637239 A CN115637239 A CN 115637239A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shewanella
- ferrous sulfide
- ferrous
- hybrid system
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 107
- 241000863430 Shewanella Species 0.000 title claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 title claims description 15
- 241000498271 Necator Species 0.000 title abstract description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 210000001322 periplasm Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 31
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 19
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 17
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 11
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 10
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 claims description 10
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 8
- ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 4-aminobenzoic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N Niacin Chemical compound OC(=O)C1=CC=CN=C1 PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 claims description 8
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N folic acid Chemical compound C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 claims description 8
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 claims description 8
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 claims description 8
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 claims description 8
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 claims description 7
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 5
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N N-Pteroyl-L-glutaminsaeure Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)NC(CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960004050 aminobenzoic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 claims description 4
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011616 biotin Substances 0.000 claims description 4
- FAPWYRCQGJNNSJ-UBKPKTQASA-L calcium D-pantothenic acid Chemical compound [Ca+2].OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC([O-])=O.OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC([O-])=O FAPWYRCQGJNNSJ-UBKPKTQASA-L 0.000 claims description 4
- 229960000304 folic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 claims description 4
- AGBQKNBQESQNJD-UHFFFAOYSA-M lipoate Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC1CCSS1 AGBQKNBQESQNJD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 235000019136 lipoic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229960003512 nicotinic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 claims description 4
- ZUFQODAHGAHPFQ-UHFFFAOYSA-N pyridoxine hydrochloride Chemical compound Cl.CC1=NC=C(CO)C(CO)=C1O ZUFQODAHGAHPFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960004172 pyridoxine hydrochloride Drugs 0.000 claims description 4
- 235000019171 pyridoxine hydrochloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011764 pyridoxine hydrochloride Substances 0.000 claims description 4
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 claims description 4
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 claims description 4
- 229960000344 thiamine hydrochloride Drugs 0.000 claims description 4
- 235000019190 thiamine hydrochloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011747 thiamine hydrochloride Substances 0.000 claims description 4
- DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M thiamine hydrochloride Chemical compound Cl.[Cl-].CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229960002663 thioctic acid Drugs 0.000 claims description 4
- CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 4-(4-fluorophenyl)oxane-4-carboxylic acid Chemical compound C=1C=C(F)C=CC=1C1(C(=O)O)CCOCC1 CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229930003779 Vitamin B12 Natural products 0.000 claims description 3
- FDJOLVPMNUYSCM-WZHZPDAFSA-L cobalt(3+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r)-1-[3-[(1r,2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2 Chemical compound [Co+3].N#[C-].N([C@@H]([C@]1(C)[N-]\C([C@H]([C@@]1(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=C(\C)/C1=N/C([C@H]([C@@]1(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=C\C1=N\C([C@H](C1(C)C)CCC(N)=O)=C/1C)[C@@H]2CC(N)=O)=C\1[C@]2(C)CCC(=O)NC[C@@H](C)OP([O-])(=O)O[C@H]1[C@@H](O)[C@@H](N2C3=CC(C)=C(C)C=C3N=C2)O[C@@H]1CO FDJOLVPMNUYSCM-WZHZPDAFSA-L 0.000 claims description 3
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 3
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 claims description 3
- 239000001540 sodium lactate Substances 0.000 claims description 3
- 229940005581 sodium lactate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000011088 sodium lactate Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019163 vitamin B12 Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011715 vitamin B12 Substances 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 5
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 5
- 238000004098 selected area electron diffraction Methods 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 4
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241001223867 Shewanella oneidensis Species 0.000 description 3
- 241001538194 Shewanella oneidensis MR-1 Species 0.000 description 3
- 238000004577 artificial photosynthesis Methods 0.000 description 3
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 3
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 3
- 238000009777 vacuum freeze-drying Methods 0.000 description 3
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000606357 Johnsonia Species 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical class [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000024 high-resolution transmission electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000001948 isotopic labelling Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000002366 mineral element Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000008832 photodamage Effects 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000004174 sulfur cycle Methods 0.000 description 1
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical compound OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供了硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂化体系及其制备与固碳方法，包括非晶态硫化亚铁纳米颗粒和奥奈达希瓦氏菌；其中，所述非晶态硫化亚铁纳米颗粒附着在所述奥奈达希瓦氏菌细胞表面及细胞周质空间上。本发明所述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系为一种无污染的用于固定二氧化碳的半人工光合系统，且所述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系解决了现有光敏材料具有生物毒性且获取来源受限的问题，具有经济可行性和实际适用性。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂 化体系及其制备与固碳方法。
背景技术
燃料和化学品消费的增加与有限的资源之间明显的不协调，使我们寻求维 持我们社会可持续性的方法。人工光合作用，利用阳光从丰富的资源中创造高 价值的化学物质，但是难以实现多碳产物的高活性和高选择性生产。因此，近 年来出现了半人工光合系统，集成了自然和人工光合作用的力量，利用人工光 敏剂可以有效捕获光和产生载流子，结合生物组分实现低能垒的高特异性催化， 最终实现太阳能的向化学能的转化。
现有技术中，已经进行了集中于CdS、ZnS等光敏材料的研究。但是，这 些光敏材料具有生物毒性且获取来源受限，缺少经济可行性和实际适用性。
鉴于此，有必要提供一种硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂化体系及其制备与固 碳方法，以解决或至少缓解上述技术缺陷。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系，旨在解 决现有技术CdS、ZnS等光敏材料具有生物毒性、污染环境，获取来源受限， 缺少经济可行性和实际适用性等问题。
为实现上述目的，本发明提供一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系，包 括非晶态硫化亚铁纳米颗粒和奥奈达希瓦氏菌；其中，所述非晶态硫化亚铁纳 米颗粒附着在所述奥奈达希瓦氏菌细胞表面及细胞周质空间上。
本发明还提供了一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的制备方法，包括 步骤：
S11，获得含有厌氧培养至OD600＝0.1奥奈达希瓦氏菌的培养基。
S12，向所述培养基中加入硫代硫酸钠以及亚铁盐混合，并厌氧孵育，得 所述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系。
进一步地，所述步骤S11中，所述培养基的基质中还包括LB培养基和 30～50mM的乳酸钠。
进一步地，所述步骤S12中，所述硫代硫酸钠的浓度为8～12mM，所述亚 铁盐中铁元素的浓度为1～5mM，其中，所述亚铁盐包括四水氯化亚铁。
进一步地，在所述步骤S11中，所述厌氧培养的温度为26～35℃，培养时 长为8～16h。
进一步地，所述步骤S12中，所述厌氧孵育的过程为：向混合物中充入氮 气，在26～35℃的条件下进行所述厌氧孵育的过程。
进一步地，所述厌氧孵育过程后还包括，将所述厌氧孵育的硫化亚铁/奥奈 达希瓦氏菌杂交体离心处理，得所述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系。
其中，所述离心处理的转速为6000～10000rpm，所述离心处理的时长为 5～15min。
本发明还提供了一种基于上述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系或如上 述制备方法制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的固碳方法，包括步 骤：
S21，获得硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的悬浮液。
S22，向所述悬浮液中充入氮气/二氧化碳为60～90:40～10的混合气进行光 照反应。
进一步地，在所述步骤S21中，所述悬浮液的获得方式包括洗涤如权利要 求2～7中任一项所述的制备方法制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系并 重悬于自养培养基上，量取培养后的液体，得所述悬浮液。
进一步地，所述自养培养基包括13～18mM Na2S2O3，0.2～0.5g/L的NaCl， 0.2～0.5g/L的NH4Cl，0.2～0.35g/L的MgCl2·6H2O，0.01～0.1g/L的CaCl2，0.18～0.3g/L的KCl，0.5～0.8g/L的K2HPO4，2～3g/L的NaHCO3，0.6～1.5mL/L 的微量矿物元素溶液以及0.6～1.5mL/L维生素溶液。
所述微量矿物元素溶液包括：1.2～1.6g/L的N(CH2COOH)3，2.5～3.5g/L的MgSO4·7H2O，2.5～3.5g/L的MnSO4·H2O，0.8～1.2g/L的NaCl，0.08～0.12g/L 的FeSO4·7H2O，0.08～0.12g/L的CoCl2·6H2O，0.08～0.12g/L的CaCl2，0.08～0.12 mg/L的ZnSO4·7H2O，0.008～0.012g/L的CuSO4·5H2O，0.008～0.012g/L的 AIK(SO)·12H2O，0.008～0.012g/L的H3BO3，0.008～0.012g/L的Na2MoO4·2H2O；
所述维生素溶液包括：1.2～2.5mg/L的生物素，1.5～2.5mg/L的叶酸， 8.0～12.0mg/L的吡哆醇盐酸盐，4.0～6.0mg/L的硫胺素盐酸盐，4.0～6.0mg/L 的核黄素，4.0～6.0mg/L的烟酸，4.0～6.0mg/L的D-(+)-泛酸钙，0.08～0.12mg/L 的维生素B12，4.0～6.0mg/L的p-氨基苯甲酸，4.0～6.0mg/L的硫辛酸。
本发明具有以下有益效果：
本发明中，硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系包括非晶态硫化亚铁纳米颗 粒和奥奈达希瓦氏菌。在可见光照射下，硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系中 的非晶态硫化亚铁纳米颗粒产生光电子和空穴对，激发奥奈达希瓦氏菌的固碳 能力，将二氧化碳转化为具有高利用价值的多碳化学，为改善全球变温问题和 高价值化学品的生产提供了环保的解决途径。
非晶态硫化亚铁纳米颗粒附着在所述奥奈达希瓦氏菌细胞表面及细胞周质 空间上。相较于晶态硫化亚铁，非晶态硫化亚铁纳米颗粒具有长程无序的特征， 可以暴露更多活性位点提高光捕获能力和光生电子和空穴的分离效率，可产生 更高的光电流(提升一个数量级)。
此外，本发明合成硫化亚铁的材料来源广、储量丰富、制备简易、对环境 无害，应用前景出色。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的扫描电子 显微镜(SEM)图；
图2为实施例2制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的扫描电子 显微镜(SEM)图；
图3为实施例3制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的扫描电子 显微镜(SEM)图；
图4为实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的扫描透射 电子显微镜(STEM)图；
图5为实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的能量色散 X射线谱(EDS)图；
图6实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的X射线衍射 (XRD)图；
图7为实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的透射电子 显微镜(TEM)图，高角度环形暗场(HAADF)图，高分辨电子显微镜(HRTEM) 图，选区电子衍射(SAED)图，C元素、Fe元素、S元素的元素分布图的对 比图；其中a为TEM图，b为HAADF图，c为HRTEM图，d为SAED图，e 为C元素分布图，f为Fe元素分布图，g为S元素分布图；
图8为对比例1步骤(1)制得的纳米硫化亚铁晶体颗粒的X射线衍射 (XRD)图；
图9为实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系与对比例1 制备得到的化学硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的光电流对比图；
图10为对比例2中，黑暗条件下奥奈达希瓦氏菌、光照条件下奥奈达希瓦 氏菌以及实施例4中光照条件下硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的13C积累 量对比图；
图11为实施例4中的光照条件下硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系、对 比例2中光照条件下奥奈达希瓦氏菌以及自养培养基(Medium)体系的氢核磁 共振波谱法(H-NMR)对比图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步 说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方 式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护 的范围。
需要说明，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组 合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案， 而不是为了限制本发明的保护范围。
除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术 人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的 方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发 明。当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围 的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。下列实施例中未注明具 体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。下 列实施例中所需要的材料或试剂，如无特殊说明均为市场购得。
说明书附图中，“Intensity(a.u.)”为强度，2θ(degree)为入射X射线的延长 线与反射X射线的夹角，“Gurrent(μA)”为电流，“Time(s)为时间”，“δ13C” 为13C积累量，“Chemical Shift(ppm)”为化学位移。
为了解决现有技术CdS、ZnS等光敏材料具有生物毒性、污染环境，获取 来源受限，缺少经济可行性和实际适用性等问题，本发明提供一种硫化亚铁/ 奥奈达希瓦氏菌杂化体系，包括非晶态硫化亚铁纳米颗粒和奥奈达希瓦氏菌； 其中，非晶态硫化亚铁纳米颗粒附着在奥奈达希瓦氏菌细胞表面及细胞周质空 间上。在可见光照射下，硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系中的非晶态硫化亚 铁纳米颗粒产生光电子和空穴对，激发奥奈达希瓦氏菌的固碳能力，将二氧化 碳转化为具有高利用价值的多碳化学，为改善全球变温问题和高价值化学品的 生产提供了环保的解决途径。
非晶态硫化亚铁纳米颗粒附着在所述奥奈达希瓦氏菌细胞表面及细胞周质 空间上。相较于晶态硫化亚铁，非晶态硫化亚铁纳米颗粒具有长程无序的特征， 可以暴露更多活性位点提高光捕获能力和光生电子和空穴的分离效率，可产生 更高的光电流(提升一个数量级)。
本发明还提供了一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的制备方法，包括 步骤：
S11，获得含有厌氧培养至OD600＝0.1奥奈达希瓦氏菌的培养基。
厌氧培养可以使后续亚铁盐加入合成为硫化亚铁的过程中处于厌氧状态， 且由微生物合成硫化亚铁，避免了硫化亚铁在合成过程中的团聚和氧化钝化。
S12，向培养基中加入硫代硫酸钠以及亚铁盐混合，并厌氧孵育，得硫化亚 铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系。
进一步地，步骤S11中，培养基的基质中还包括LB培养基和30～50mM的 乳酸钠。
进一步地，步骤S12中，硫代硫酸钠的浓度为8～12mM，亚铁盐中铁元素 的浓度为1～5mM，其中，亚铁盐包括四水氯化亚铁。
进一步地，在步骤S11中，厌氧培养的温度为26～35℃，培养时长为8～16 h。具体地，可以将奥奈达希瓦氏菌菌液接种到好氧LB培养基上，在旋转摇床 上在26～35℃下，厌氧培养8～16h。
进一步地，步骤S12中，厌氧孵育的过程为：向混合物中充入氮气，在 26～35℃的条件下进行厌氧孵育的过程。向混合物中充入氮气以提供绝对厌氧氛 围，使其完成厌氧孵育过程。
进一步地，厌氧孵育过程后还包括，将厌氧孵育的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏 菌杂交体离心处理，得硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系。
其中，离心处理的转速为6000～10000rpm，离心处理的时长为5～15min。
本发明还提供了一种基于上述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系或如上 述制备方法制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的固碳方法，包括步 骤：
S21，获得硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的悬浮液。
S22，向悬浮液中充入氮气/二氧化碳为60～90:40～10的混合气进行光照反 应。具体地，将悬浮液离心洗涤后转移到经氮气/二氧化碳为60～90:40～10的混 合气曝气的自养培养基中进行光照反应。氮气/二氧化碳为60～90:40～10的比例 范围内可以在确保厌氧环境的前提下，为硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系有 效供应碳源。具体地，在400～480nm可见光下对充入第二混合气的悬浮液进行 光催化。具体可以选择在5W的LED蓝光下对充入第二混合气的悬浮液进行光 催化。
在以二氧化碳为唯一碳源的厌氧环境中进行光照，使硫化亚铁激发产生光 电子，电子传导进细胞启动内部固碳代谢途径还原二氧化碳产生乙酸，硫代硫 酸盐及硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系生物种内硫循环产物可淬灭FeS的 空穴，有助于分离光电子-空穴对以释放自由光电子，使奥奈达希瓦氏菌在系统 长期运行中保持稳定。
进一步地，在步骤S21中，悬浮液的获得方式包括洗涤如权利要求2～7中 任一项的制备方法制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系并重悬于自养 培养基上，量取培养后的液体，得悬浮液。
进一步地，自养培养基包括13～18mM Na2S2O3，0.2～0.5g/L的NaCl， 0.2～0.5g/L的NH4Cl，0.2～0.35g/L的MgCl2·6H2O，0.01～0.1g/L的CaCl2， 0.18～0.3g/L的KCl，0.5～0.8g/L的K2HPO4，2～3g/L的NaHCO3，0.6～1.5mL/L 的微量矿物元素溶液以及0.6～1.5mL/L维生素溶液。
在自养培养基中添加的硫代硫酸钠作为电子空穴清除剂，与硫代硫酸盐及 硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系生物种内的硫循环产物(如S0、HS-和SO3 2-) 都可以淬灭FeS光反应产生的空穴，这有助于分离光电子-空穴对以释放自由光 电子，且保护细胞免受光损伤，使系统具有长期运行的潜力。
微量矿物元素溶液包括：1.2～1.6g/L的N(CH2COOH)3，2.5～3.5g/L的 MgSO4·7H2O，2.5～3.5g/L的MnSO4·H2O，0.8～1.2g/L的NaCl，0.08～0.12g/L 的FeSO4·7H2O，0.08～0.12g/L的CoCl2·6H2O，0.08～0.12g/L的CaCl2，0.08～0.12 mg/L的ZnSO4·7H2O，0.008～0.012g/L的CuSO4·5H2O，0.008～0.012g/L的 AIK(SO)·12H2O，0.008～0.012g/L的H3BO3，0.008～0.012g/L的Na2MoO4·2H2O；
维生素溶液包括：1.2～2.5mg/L的生物素，1.5～2.5mg/L的叶酸，8.0～12.0 mg/L的吡哆醇盐酸盐，4.0～6.0mg/L的硫胺素盐酸盐，4.0～6.0mg/L的核黄素， 4.0～6.0mg/L的烟酸，4.0～6.0mg/L的D-(+)-泛酸钙，0.08～0.12mg/L的维生素 B12，4.0～6.0mg/L的p-氨基苯甲酸，4.0～6.0mg/L的硫辛酸。
为对本发明作进一步的理解，现举例说明：
实施例1
一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的制备方法，包括：
(1)在无菌条件下，将奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)菌单 菌落挑出接种在50mlLB培养基(胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L和NaCl 10g/L)中，在旋转摇床(150rpm)上以30℃过夜生长，取5ml菌液加入100mlLB 培养基中，30℃、150rpm培养4h，扩大培养至OD600＝1.0。
(2)在装有50ml LB培养基的血清瓶中使用高纯氮气曝气15min，121℃ 高温灭菌15min，接入奥奈达希瓦氏菌(10％接种量)、硫代硫酸钠与亚铁离 子，在旋转摇床(150rpm)上以30℃厌氧孵育48h后，获得硫化亚铁/奥奈达希 瓦氏菌杂交体；
将获得的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂交体以8000rpm离心5min，得到硫 化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系(MR-1@FeS)，其扫描电子显微镜(SEM) 图如图1所示。
所述培养基的配方如下：
实施例2
一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的制备方法，包括：
(1)在无菌条件下，将奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)菌单 菌落挑出接种在50mlLB培养基(胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L和NaCl 10g/L)中，在旋转摇床(150rpm)上以30℃过夜生长，取5ml菌液加入100mlLB 培养基中，30℃、150rpm培养4h，扩大培养至OD600＝1.0。
(2)在装有50ml LB培养基的血清瓶中使用高纯氮气曝气15min，121℃ 高温灭菌15min，接入奥奈达希瓦氏菌(10％接种量)、硫代硫酸钠与亚铁离 子，在旋转摇床(150rpm)上以30℃厌氧孵育48h后，获得硫化亚铁/奥奈达希 瓦氏菌杂交体；
将获得的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂交体以8000rpm离心5min，得到硫 化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系(MR-1@FeS)，其扫描电子显微镜(SEM) 图如图2所示。
所述培养基的配方如下：
实施例3
一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的制备方法，包括：
(1)在无菌条件下，将奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)菌单 菌落挑出接种在50mlLB培养基(胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L和NaCl 10g/L)中，在旋转摇床(150rpm)上以30℃过夜生长，取5ml菌液加入100mlLB 培养基中，30℃、150rpm培养4h，扩大培养至OD600＝1.0。
(2)在装有50ml LB培养基的血清瓶中使用高纯氮气曝气15min，121℃ 高温灭菌15min，接入奥奈达希瓦氏菌(10％接种量)、硫代硫酸钠与亚铁离 子，在旋转摇床(150rpm)上以30℃厌氧孵育48h后，获得硫化亚铁/奥奈达希 瓦氏菌杂交体；
将获得的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂交体以8000rpm离心5min，得到硫 化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系(MR-1@FeS)，其扫描电子显微镜(SEM) 图如图3所示。
所述培养基的配方如下：
分析例1
由实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的扫描电子显微 镜(SEM)图如图1所示，其中奥奈达希瓦氏菌表面均匀分布尺寸为20～50nm 的超小纳米颗粒。
由实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的扫描透射电子 显微镜(STEM)图如图4所示，由图4可知超小纳米颗粒的胞内外分布，密 集分布于细胞表面和/或周质空间中。
由实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的能量色散X射 线谱(EDS)图如图5所示，据图5观察可知元素Fe和元素S在奥奈达希瓦氏 菌的细胞上均匀分布，制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系中的矿物元 素为元素Fe和元素S。
由实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的X射线衍射 (XRD)图如图6所示。由图6观察可知，硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系 的XRD图无明显特征峰，反映出由实施例1制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏 菌杂化体系中硫化亚铁纳米颗粒为非晶态。
由实施例1制备得到的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的透射电子显微 镜(TEM)图如图7a所示；图7a的高角度环形暗场(HAADF)图如图7b 所示；图7b的高分辨透射电子显微镜(HRTEM)图如图7c所示；图7d为 图7c的选区电子衍射(SAED)图；C元素、Fe元素、S元素的元素分布图分 别为图7e、图7f、图7g所示。观察图7c和图7d，未见图中出现晶格条纹和衍射斑，进一步证实硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系中的硫化亚铁为非晶 态。
对比例1
(1)化学合成纳米硫化亚铁晶体颗粒
使用经氮气曝气30min的去离子水配制40mL浓度0.043mol/L的FeSO4溶 液和20mL浓度0.085mol/L的Na2S溶液；将Na2S溶液逐滴加入到FeSO4中， 期间持续通入氮气，持续搅拌30min。
整个过程持续通入氮气，确保整个反应在无氧环境下进行，吸收液为饱和 氢氧化钠。将所制得的纳米FeS溶液在10000rpm条件下，3次无氧水离心洗， 洗去其中的Na+及SO4 2-离子，经真空冷冻干燥，制得纳米硫化亚铁晶体颗粒。 制得的纳米硫化亚铁晶体颗粒的X射线衍射(XRD)图如图8所示。
(2)制备化学硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系(MR-1@Bio-FeS)
在装有50ml LB培养基经高纯氮气曝气15min，121℃高温灭菌15min的血 清瓶中加入MR-1(10％接种量)和0.088由步骤(1)制得的纳米硫化亚铁晶 体颗粒，在旋转摇床(150rpm)上以30℃厌氧孵育48h后，获得化学硫化亚铁 /奥奈达希瓦氏菌杂交体；
将获得的化学硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂交体以8000rpm离心10min，得 到化学硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系(MR-1@Bio-FeS)。
对MR-1@Bio-FeS真空冷冻干燥后，进行光电流测量，在光激发下产生的 光电流情况如图8所示。
分析例2
分析实施例1与对比例1中制得的材料，以及奥奈达希瓦氏菌(MR-1)在 光激发下产生的光电流情况
MR-1@FeS、MR-1@Bio-FeS以及MR-1均进行真空冷冻干燥处理后，进 行光电流测量；在光激发下产生的光电流情况如图8所示。据图8观察可知， MR-1@FeS具有较高的光捕获能力和光生电子和空穴的分离效率，可产生更高 的光电流，相比于MR-1@Bio-FeS提升了一个数量级。
实施例4
一种固碳方法
采用由实施例1制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系在光照下激发 固碳能力和光合产乙酸的能力。具体包括：
(1)将实施例1中步骤(2)离心所得MR-1@FeS洗涤并重悬于50mL的 自养培养基中。其中，自养培养基中添加了采用13C标记的NaHCO3，以用来 标记MR-1@FeS。
所述自养培养基的配方如下：
其中，
微量矿物元素溶液包括：1.5g/L的N(CH2COOH)3，3.0g/L的MgSO4·7H2O，3.0g/L的MnSO4·H2O，1.0g/L的NaCl，0.1g/L的FeSO4·7H2O，0.1g/L的 CoCl2·6H2O，0.1g/L的CaCl2，0.1mg/L的ZnSO4·7H2O，0.01g/L的 CuSO4·5H2O，0.01g/L的AIK(SO)·12H2O，0.01g/L的H3BO3，0.01g/L的 Na2MoO4·2H2O；
维生素溶液包括：2.0mg/L的生物素，2.0mg/L的叶酸，10.0mg/L的吡哆 醇盐酸盐，5.0mg/L的硫胺素盐酸盐，5.0mg/L的核黄素，5.0mg/L的烟酸， 5.0mg/L的D-(+)-泛酸钙，0.1mg/L的维生素B12，5.0mg/L的p-氨基苯甲酸， 5.0mg/L的硫辛酸。
(2)量取50mL悬浮液并分配到装有磁力搅拌棒的100mL高压灭菌厌氧 玻璃瓶中，瓶子的顶部空间充满了N2/CO2(1.5atm，80:20v/v)，以提供CO2作为自养生长的碳源。
(3)将MR-1@FeS在5W的LED蓝光下进行光催化；进行13C同位素示 踪检测，13C积累量(δ13C)如图9中“MR-1@FeS+Light”所示；并进行氢核 磁共振波谱法(H-NMR)图检测，H-NMR图如图10中“MR-1@FeS+Light” 所示。
对比例2
固碳能力和光合产乙酸的能力对比
(1)黑暗环境下，MR-1固碳能力
量取50mL采用13C标记的MR-1菌液，分配到顶部空间充满了N2/CO2(1.5 atm，80:20v/v)的玻璃瓶中；进行13C同位素示踪检测，13C积累量(δ13C) 如图9中“MR-1+Dark”所示。
(2)光照环境下，MR-1固碳能力
量取50mL采用13C标记的MR-1菌液，分配到顶部空间充满了N2/CO2(1.5 atm，80:20v/v)的玻璃瓶中；将MR-1在5W的LED蓝光下进行光催化；进 行13C同位素示踪检测，13C积累量(δ13C)如图9中“MR-1+Light”所示。
(3)奥奈达希瓦氏菌(MR-1)光合产乙酸的能力
量取50mL采用13C标记的MR-1菌液，分配到顶部空间充满了N2/CO2(1.5 atm，80:20v/v)的玻璃瓶中；将MR-1在5W的LED蓝光下进行光催化；进 行氢核磁共振波谱法(H-NMR)图检测，H-NMR图如图10中“MR-1+Light” 所示。
分析例3
分析实施例4、对比例2中的实验结果
据图10观察可知，MR-1+Dark、MR-1+Light、MR-1@FeS+Light三个体系 分别进行被13C进行同位素标记的检测结果显示，MR-1@FeS+Light体系下的 生物质中检测到13C，表明MR-1通过二氧化碳固定进行了生物量积累和自身生 长代谢。
据图11观察可知，MR-1@FeS+Light、MR-1+Light、自养培养基(Medium) 三个体系下的H-NMR图，只有在MR-1@FeS+Light体系中检测到乙酸，说明 MR-1@FeS+Light体系下奥奈达希瓦氏菌MR-1具有产乙酸的能力，实现了光 自养。
由此可见，本发明所述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系为一种无污染的 用于固定二氧化碳的半人工光合系统，且所述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体 系解决了现有光敏材料具有生物毒性且获取来源受限的问题，具有经济可行性 和实际适用性。
综上所述，本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并 非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明 书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均 包括在本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系，其特征在于，包括非晶态硫化亚铁纳米颗粒和奥奈达希瓦氏菌；其中，所述非晶态硫化亚铁纳米颗粒附着在所述奥奈达希瓦氏菌细胞表面及细胞周质空间上。
2.一种硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S11，获得含有厌氧培养至OD600＝0.1奥奈达希瓦氏菌的培养基；
S12，向所述培养基中加入硫代硫酸钠以及亚铁盐混合，并厌氧孵育，得所述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述培养基的基质中还包括LB培养基和30～50mM的乳酸钠。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中，所述硫代硫酸钠的浓度为8～12mM，所述亚铁盐中铁元素的浓度为1～5mM，其中，所述亚铁盐包括四水氯化亚铁。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S11中，所述厌氧培养的温度为26～35℃，培养时长为8～16h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中，所述厌氧孵育的过程为：向混合物中充入氮气，在26～35℃的条件下进行所述厌氧孵育的过程。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述厌氧孵育过程后还包括，将所述厌氧孵育的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂交体离心处理，得所述硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系；
其中，所述离心处理的转速为6000～10000rpm，所述离心处理的时长为5～15min。
8.一种基于如权利要求1所述的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系或如权利要求2～7中任一项所述的制备方法制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的固碳方法，其特征在于，包括步骤：
S21，获得硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系的悬浮液；
S22，向所述悬浮液中充入氮气/二氧化碳为60～90:40～10的混合气进行光照反应。
9.根据权利要求8所述的固碳方法，其特征在于，在所述步骤S21中，所述悬浮液的获得方式包括洗涤如权利要求2～7中任一项所述的制备方法制备出的硫化亚铁/奥奈达希瓦氏菌杂化体系并重悬于自养培养基上，量取培养后的液体，得所述悬浮液。
10.根据权利要求9所述的固碳方法，其特征在于，所述自养培养基包括13～18mMNa2S2O3，0.2～0.5g/L的NaCl，0.2～0.5g/L的NH4Cl，0.2～0.35g/L的MgCl2·6H2O，0.01～0.1g/L的CaCl2，0.18～0.3g/L的KCl，0.5～0.8g/L的K2HPO4，2～3g/L的NaHCO3，0.6～1.5mL/L的微量矿物元素溶液以及0.6～1.5mL/L维生素溶液；
所述微量矿物元素溶液包括：1.2～1.6g/L的N(CH2COOH)3，2.5～3.5g/L的MgSO4·7H2O，2.5～3.5g/L的MnSO4·H2O，0.8～1.2g/L的NaCl，0.08～0.12g/L的FeSO4·7H2O，0.08～0.12g/L的CoCl2·6H2O，0.08～0.12g/L的CaCl2，0.08～0.12mg/L的ZnSO4·7H2O，0.008～0.012g/L的CuSO4·5H2O，0.008～0.012g/L的AIK(SO)·12H2O，0.008～0.012g/L的H3BO3，0.008～0.012g/L的Na2MoO4·2H2O；
所述维生素溶液包括：1.2～2.5mg/L的生物素，1.5～2.5mg/L的叶酸，8.0～12.0mg/L的吡哆醇盐酸盐，4.0～6.0mg/L的硫胺素盐酸盐，4.0～6.0mg/L的核黄素，4.0～6.0mg/L的烟酸，4.0～6.0mg/L的D-(+)-泛酸钙，0.08～0.12mg/L的维生素B12，4.0～6.0mg/L的p-氨基苯甲酸，4.0～6.0mg/L的硫辛酸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211193171.1A CN115637239B (zh) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂化体系及其制备与固碳方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211193171.1A CN115637239B (zh) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂化体系及其制备与固碳方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115637239A true CN115637239A (zh) | 2023-01-24 |
| CN115637239B CN115637239B (zh) | 2024-09-06 |
Family
ID=84941963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211193171.1A Active CN115637239B (zh) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂化体系及其制备与固碳方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115637239B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116251722A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-06-13 | 安徽工业大学 | 一种齿轮钢表面硫基自润滑涂层的制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070054389A1 (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Expression of heterologous functional oxygen-sensitive proteins in filamentous cyanobacteria |
| US20100120104A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-13 | John Stuart Reed | Biological and chemical process utilizing chemoautotrophic microorganisms for the chemosythetic fixation of carbon dioxide and/or other inorganic carbon sources into organic compounds, and the generation of additional useful products |
| WO2017014341A2 (en) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | G-Land | Method for selection of appropriate location to reduce the atmospheric carbon dioxide through large-scale iron fertilization with less accumulation rate of volcanic sulfur compounds |
| CN109735527A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-10 | 江苏大学 | 一种希瓦氏菌-纳米硫化亚铁胶囊的制备方法及其应用 |
| CN111718719A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 中南大学 | 一种硫化纳米零价铁-酸活化蒙脱石复合材料及其制备方法与应用 |
| CN113138217A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-20 | 江苏大学 | 一种基于杂合生物膜的核黄素电化学检测方法及传感器 |
| CN114737213A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-12 | 江苏大学 | 一种FeS@SW/NF电催化剂及其制备方法与应用 |
-
2022
- 2022-09-28 CN CN202211193171.1A patent/CN115637239B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070054389A1 (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Expression of heterologous functional oxygen-sensitive proteins in filamentous cyanobacteria |
| US20100120104A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-13 | John Stuart Reed | Biological and chemical process utilizing chemoautotrophic microorganisms for the chemosythetic fixation of carbon dioxide and/or other inorganic carbon sources into organic compounds, and the generation of additional useful products |
| WO2017014341A2 (en) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | G-Land | Method for selection of appropriate location to reduce the atmospheric carbon dioxide through large-scale iron fertilization with less accumulation rate of volcanic sulfur compounds |
| CN109735527A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-10 | 江苏大学 | 一种希瓦氏菌-纳米硫化亚铁胶囊的制备方法及其应用 |
| CN111718719A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 中南大学 | 一种硫化纳米零价铁-酸活化蒙脱石复合材料及其制备方法与应用 |
| CN113138217A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-20 | 江苏大学 | 一种基于杂合生物膜的核黄素电化学检测方法及传感器 |
| CN114737213A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-12 | 江苏大学 | 一种FeS@SW/NF电催化剂及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| LUYANG等: "Shewanella oneidensis MR-1 dissimilatory reduction of ferrihytdrite to highly enhance mineral transformation and reactive oxygen species production in redox-fluctuating environments", CHEMOSPHERE, 7 February 2024 (2024-02-07) * |
| YING-CHAO HUO等: "Biogenic FeS accelerates reductive dechlorination of carbon tetrachloride by Shewanella putrefaciens CN32", ENZYME MICROB TECHNOL, no. 95, 23 September 2016 (2016-09-23), pages 3 * |
| 张洪玲等: "硫化亚铁的生物合成及还原脱氯性能探究", 南京理工大学学报, vol. 43, no. 1, 13 March 2019 (2019-03-13), pages 1 - 2 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116251722A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-06-13 | 安徽工业大学 | 一种齿轮钢表面硫基自润滑涂层的制备方法 |
| CN116251722B (zh) * | 2023-04-10 | 2023-12-29 | 安徽工业大学 | 一种齿轮钢表面硫基自润滑涂层的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115637239B (zh) | 2024-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Uptake and mass balance of trace metals for methane producing bacteria | |
| US11707724B2 (en) | Preparation method of bacterial cellulose-defective molybdenum disulfide heterojunction material for treating radioactive wastewater | |
| CN111302485B (zh) | 一种负载生物纳米Fe3O4的厌氧颗粒污泥提高甲烷产量的方法 | |
| CN111318287B (zh) | 一种FeS@rGO复合材料的生物合成方法 | |
| CN109666703B (zh) | 一种光驱动甲烷八叠球菌还原二氧化碳产甲烷的方法 | |
| CN102181495B (zh) | 一种纳米金属硫化物的制备方法 | |
| CN115637239B (zh) | 硫化亚铁奥奈达希瓦氏菌杂化体系及其制备与固碳方法 | |
| CN110144368B (zh) | 一种维持小球藻细胞死亡后持续产氢的方法 | |
| CN106824286A (zh) | 一种硫化镉纳米材料的制备方法 | |
| CN109626375A (zh) | 一种锰掺杂磁性炭及其制备和在暗发酵制氢中的应用 | |
| LU506046B1 (en) | Method for preparing sheet tin disulfide nanomaterial for efficient adsorption of organic dyes | |
| CN113667698B (zh) | 一种微生物自合成硫化镉半导体及其制备方法和增强固定二氧化碳的方法 | |
| CN109331848A (zh) | 可见光响应的Fe3O4量子点修饰BiOCl/BiVO4的制备方法 | |
| CN111701598A (zh) | 一种高效的铁钼基氮还原电催化剂及其制备方法 | |
| Bosu et al. | Influence of nanomaterials in biohydrogen production through photo fermentation and photolysis-Review on applications and mechanism | |
| CN111137891A (zh) | 一种镍掺杂磁性炭制备方法及其在暗发酵制氢中的应用 | |
| CN112337485B (zh) | 一种四硫化二钴合镍-四硫化二铟合锌复合物、制备方法与应用 | |
| CN114410695A (zh) | 一种羟基磷灰石及其制备方法和在暗发酵制氢中的应用 | |
| CN116586111B (zh) | 一种可漂浮光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN109046391A (zh) | 一种复合材料及其制备方法和在可见光分解水产氢中的应用 | |
| CN110841660B (zh) | 一种三元仿生复合可见光催化剂及其制备方法 | |
| CN115215386B (zh) | 一种钴酸镍纳米颗粒的制备及促进暗发酵产氢的方法 | |
| Fu et al. | Biological upcycling of nickel and sulfate as electrocatalyst from electroplating wastewater | |
| Lv et al. | Boosting solar hydrogen production via electrostatic interaction mediated E. coli-TiO2− x biohybrid system | |
| CN110227490B (zh) | 一种碳包覆协同碳硫共掺杂的SnO2光催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |