综述：废水中金属硫族化合物生物合成的最新进展：放大技术与工业应用

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Recent advances in biosynthesis of metal chalcogenides from wastewater: Scale-up technologies and industrial applications

　　

摘要

利用废水进行金属硫族化物的微生物合成作为一种可持续且环保的方法应运而生，它同时能够实现资源回收和高价值纳米材料的生产。由于其卓越的催化、物理和光学特性，硫族化物被广泛应用于太阳能电池、生物传感器、半导体和生物医学等领域。包括细菌、真菌和古菌在内的微生物，显示出将富含金属和硫族元素的废水转化为功能纳米颗粒的显著潜力。与传统化学方法相比，硫族化物的微生物合成提供了一种绿色替代方案，后者需要有毒化学品以及昂贵且苛刻的操作条件。然而，调节粒径、成分和产品产量等挑战仍然阻碍着微生物合成从实验室向工业水平的放大。这些挑战可以通过创新的生物反应器设计、自动化和先进的监测系统来解决。硫族化物的工业应用增长迅速，其中基于硫的颗粒用于光伏电池，基于硒和碲的材料用于热电设备和成像系统。本综述总结了废水驱动的金属硫族化物微生物合成的最新进展，并突出了微生物机制、放大技术和工业应用。重点关注生物反应器配置、固定化技术以及决定生产率和产品质量的因素。最后，本综述讨论了当前的挑战和未来的研究方向，如工艺优化、生命周期评估以及发现能够生产具有特定工业应用属性的更广泛范围金属硫族化物的新型微生物。