综述：阐明促进生物电芬顿和类生物芬顿高效工作的关键点：机制、增强策略与应用

这篇综述系统解析了生物电芬顿(BEF)和类生物芬顿(BFL)技术的核心机制，重点探讨了电活性微生物(EAMs)的胞外电子转移(EET)与活性氧(ROS)生成路径，提出了通过EET强化工程、先进材料设计和系统优化等策略提升·OH产率，并详述了其在环境修复、碳循环及生物医学等领域的应用前景。

　　

EET机制与ROS生成路径

电活性微生物(EAMs)如Shewanella和Geobacter通过胞外电子转移(EET)驱动生物芬顿反应，其核心在于微生物介导的Fe³⁺/Fe²⁺循环与H₂O₂原位生成。BEF系统依赖电化学配置，而BFL利用厌氧-好氧波动环境中的氧化还原活性矿物，两者均通过·OH（氧化电位2.8 V vs. SHE）实现污染物高效矿化。

增强策略的三维突破

EET强化工程：通过基因改造增强细胞色素c表达或构建生物-非生物界面加速电子传递；材料设计：石墨烯修饰电极提升导电性，铁基纳米催化剂促进Fe²⁺再生；系统优化：中性pH条件下Geobacter驱动的铁循环使H₂O₂利用率提升37%。

环境与新兴应用

BEF在工业废水处理中实现92%抗生素抗性基因去除，BFL则适用于土壤修复。突破性进展包括：微生物-芬顿协同代谢降解多环芳烃、生物电化学耦合系统减少铁泥产生，以及肿瘤治疗中靶向·OH生成的研究。

挑战与未来方向

当前瓶颈在于ROS非特异性攻击和催化剂失活。未来需开发智能响应材料、优化EET-ROS耦合路径，并探索微生物群落调控策略，以推动生物芬顿技术从实验室走向规模化应用。