基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用
Semi-artificial Photosynthesis Based on Inorganic Material-Microbe Hybrids
作者单位E-mail
熊威 南京大学物理学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 人工微结构科学与技术协同创新中心, 环境材料与再生能源研究中心, 南京 210093  
冯建勇 南京大学现代工程与应用科学学院, 南京 210093  
马为民 上海师范大学生命科学学院, 上海 200234  
赵劲 南京大学化学化工学院, 配位化学国家重点实验室, 南京 210023  
李朝升 南京大学现代工程与应用科学学院, 南京 210093  
邹志刚 南京大学物理学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 人工微结构科学与技术协同创新中心, 环境材料与再生能源研究中心, 南京 210093
南京大学现代工程与应用科学学院, 南京 210093
南京大学物理学院, 江苏省纳米技术重点实验室, 南京 210093 
zgzou@nju.edu.cn 
摘要: 基于无机材料-微生物复合半人工光合系统是在自然光合作用和人工光合作用研究进展到一定阶段,为克服各自的缺陷,实现微生物与无机材料优势互补而发展出来的一种研究体系。该体系的主要优势是将微生物的催化选择性与无机材料的光响应性结合起来,旨在解决人工光合作用体系催化选择性差的问题。目前,可以通过光催化剂-微生物复合和电极-微生物复合来实现基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用。本文围绕基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用,依次从半人工水氧化、半人工光合还原和材料-微生物界面等方面做了系统的阐述,重点介绍基于电极-微生物复合的半人工光合体系研究进展,对基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用的领域现状做了分析和总结,并且对该领域的前景进行了展望。
关键词: 无机材料  人工光合  微生物  光催化  生物催化
基金项目: 国家自然科学基金(No.51627810),江苏省科技基础设施建设计划,中国博士后科学基金(No.2017M611775),江苏省博士后科研资助计划(No.1701126B)资助。
Abstract: Semi-artificial photosynthetic system based on inorganic material-microbe hybrid is a research system developed in the aspects of natural and artificial photosynthesis research to a certain stage, in order to overcome their respective defects and achieve complementary advantages of microbe and inorganic material. The main advantage of this system is the conjunction of catalytic selectivity of microbe and photo-response property of inorganic materials, which aim to solve the problem of poor catalytic selectivity of artificial photosynthetic system. At present, microbe-based semi-artificial photosynthesis can be achieved by photocatalyst-microbe hybrids and electrode-microbe hybrids. In this review, semi-artificial photosynthesis based on inorganic material-microbe hybrid is systematically expounded from semi-artificial water oxidation, semi-artificial photosynthetic reduction and material-microbe interface. The research progress of semi-artificial photosynthetic system based on electrode-microbe hybrids is emphatically introduced. The current situation of semi-artificial photosynthesis based on inorganic material-microbe hybrids has been analyzed and summarized, and the prospects of this field are outlooked.
Keywords: inorganic material  artificial photosynthesis  microbe  photocatalysis  bio-catalysis
投稿时间:2019-03-20 修订日期:2019-05-21
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熊威,冯建勇,马为民,赵劲,李朝升,邹志刚.基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用[J].无机化学学报,2019,35(9):1521-1534.
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