微生物燃料电池(MFC)是一种利用细菌作为生物催化剂将有机物的化学能转化的设备。产电细菌是一种可以传递胞外电子至不溶性的电子受体比如金属氧化物和阳极的微生物，是微生物燃料电池中的基础。虽然微生物燃料电池的产电性能已经有了显著的提升，实际应用中的电能输出仍然存在短板。因此发现一株新种的细菌对于产生更多的电能以及去除有害的有机物至关重要。　　本论文主要研究了新的胞外产电菌的分离鉴定及其固定化在微生物燃料电池及偶氮染料脱色方面的应用。主要研究结果有以下几个方面:　　(1)胞外产电细菌SCS5是在厌氧条件下，利用亨盖特滚管技术从没有电子传递中介体的微生物燃料电池中分离出来的，体系以乙酸盐为电子供体，以α-FeOOH为电子受体。菌株SCS5是一株兼性厌氧的革兰氏阴性菌，具运动能力，呈短杆状(0.9-1.3μm长，0.4-0.5μm宽)。基于16S rRNA、gyrB和rpoD三种基因的系统进化关系分析可知，菌株SCS5与简氏气单胞菌(Aeromonas jandaei)的进化关系非常接近。这株菌的最适生长温度、pH和盐度分别为35℃，7.0和0.5％。然而，从表型分析、细胞脂肪酸组成及核酸的G+C含量来看，这株菌与近缘种的模式菌A.jandaei ATCC49568还是存在一定差异的。菌株SCS5核酸的G+C含量为59.18％，它具有胞外电子传递能力，能将不溶性铁氧化物(α-FeOOH)还原。循环伏安图显示这株菌在好氧和厌氧条件下均有两对氧化还原峰出现，这表明SCS5是一株胞外产电菌。同样实验条件下，参照模式菌A.jandaei ATCC49568除了出现细小的还原峰外，没有显示出明显的氧化峰。这个结果表明，菌株SCS5是一株属于A.jandaei这个种中新的胞外产电菌。拉曼光谱的显微分析结果显示，在厌氧条件下菌株SCS5的细胞色素C含量要高于好氧条件，而细胞色素C主要用于胞间的电子传递。细胞色素的基因组对比分析表明SCS5菌株的细胞色素种类比A.jandaei ATCC49568更多。SCS5菌株含有细胞色素C蛋白NrfB，TorC and NapC的基因，而A.jandaei ATCC49568不含有。这些结果的发现为进一步深入研究细菌与电极之间的电子传递机制提供了一株新的模式菌，该菌株在微生物燃料电池中能够以乙酸盐为底物进行产电，这个是A.jandaei这类菌具备产电能力的首次报道。　　(2)生物膜上菌体的数量对于微生物燃料电池的性能具有十分重要的作用，要将基于微生物燃料电池的产电技术应用于实际生活中，其中一项最大的挑战是增加或维持阳极生物膜上产电菌的数量。菌体的固定化能够有效增加生物膜上产电菌的数量，从而提高微生物燃料电池的性能。本论文以产电能力为评价指标，研究4株单菌(菌株E1，菌株SCS5，菌株B2和S.putrefaciens)及它们的混菌体系的产电能力。结果表明，比起纯菌体系，混菌的微生物燃料电池体系具有更高的产电能力(3.021 W/dm3)。并且发现混菌微生物燃料电池去除化学需氧量效率更高(82％)将混菌与导电材料石墨和电子传递中介体(AQDS和Fe3O4)一起固定化(PC-MIMC)后作为阳极，有效增强了微生物燃料电池的产电性能。与单菌相比，混菌PC-MIMC的微生物燃料电池体系具有更强的产电性能。充-放电实验表明，当PC-MIMC作为阳极时，微生物燃料电池的生物电容量增强了。与电子传递中介体Fe3O4相比带有电子传递中介体AQDS固定化颗粒具有更高的产电能力。综上可知，成熟细胞膜与电子传递中介体的联合固定化颗粒的应用有助于提高微生物燃料电池的产电性能。　　(3)产电细菌可以传递电子至胞外物质。我们应用SCS5这株菌来使偶氮染料甲基红(MR)脱色。无论是厌氧还是好氧的悬浮培养，菌株SCS5可以在6小时内完全脱色100 mg/L的染料，而酸性环境下脱色速率优于碱性环境。脱色效率与加入的细菌量成正比，与初始染料浓度成反比。用聚乙烯醇/海藻酸钠/高岭土固定化的细菌用激光共聚焦扫描显微镜证实有活性。固定化后的菌株SCS5能够使甲基红脱色，脱色速率在使用含有蒽醌2，6二磺酸盐和有磁性的四氧化三铁纳米颗粒的介质固定后相比单纯的细胞固定更高。固定化后的细菌珠即使在重复使用十次后仍有很高的脱色能力。紫外-可见光分光光度计(200-800 nm)和气相色谱联用质谱分析表明甲基红被菌株SCS5降解的原理是通过断裂还原偶氮键。甲基红的降解产物相比甲基红对小麦和黑绿豆的毒害较小。这个研究表明菌株SCS5可以很好的降解环境中的偶氮染料。