Electron Transfer on the Semiconductor-microbe Interface and Its Environmental Application

doi:10.7503/cjcu20220089

Abstract

Abstract:

Semiconductors are widely detected in the natural environment， and microbes are one of the most abundant living organisms on the earth. Semiconductor-microbe hybrid system plays a key role in many fields， such as deeply degradation and mineralization of refractory pollutants， synthesis of value-added chemicals， and bio- geochemical cycles of elements. The key factor between semiconductors and microorganism centers on the electron transfer mechanism and pathway on the abiotic/biotic interface. Therefore， this review focused on the electron transfer on semiconductor-microbe interface， and summed up the functional types of microorganisms， types of semiconductors and photocatalytic mechanism on the biotic/abiotic hybrid system. Direct and indirect electron transfer pathway on the semiconductor-microbe interface were summarized. Methods of enhancing electron transfer methods were also introduced， including direct electron transfer enhanced by semiconductor modification， reducing photo-electrons and holes recombination， and indirect electron transfer enhanced by electron shuttles and carriers. At last， this paper introduces the application of the semiconductor-microbe hybrid system in the environmental field over recent years， including refractory pollutants synergistic degradation， value-added chemical synthesis， and elemental bio-geochemical cycling on the earth. We hope this review will help researchers to strengthen the understanding of the semiconductor-microbe interface， and propose solutions for the design and applications of the hybrid semiconductor-microbe system in the environmental field.

Key words: Semiconductor, Microbe, Extracellular electron transfer, Microbial electrochemistry, Microbial electrosynthesis

CLC Number:

O646

TrendMD:

LI Yidi, TIAN Xiaochun, LI Junpeng, CHEN Lixiang, ZHAO Feng. Electron Transfer on the Semiconductor-microbe Interface and Its Environmental Application[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(6): 20220089.

Figures/Tables 5

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