为了减轻化石能源枯竭对人类发展的不利影响,迫切需要各种化石燃料产品的替代品。近年来,针对利用厌氧发酵技术从废弃生物质中生产化学品进行了大量研究。总的来说,厌氧发酵技术可以在处理有机废弃物的同时生产各类化工产品,如溶剂、气体和有机酸。在产生的有机酸中,正己酸具有附加值高、应用范围广并且易从发酵体系中分离等优点。正己酸是链延长菌利用醇类和短链羧酸分别作为电子供受体通过反向β氧化途径形成的。然而,目前不同底物的类型和比例对厌氧发酵链延长过程的影响尚未清晰并且对此过程缺乏综合的评估。此外,随着反应的进行,体系中积累的有机酸对细菌的生长和代谢会产生抑制作用,导致己酸产量不高等问题。另一方面,在能够进行链延长的菌群中分布范围最广的是克氏芽孢杆菌（Clostridium kluyveri）,近年来对C.kluyveri的链延长过程进行了大量的研究。与从有机废弃物中分离的混合菌种相比,纯菌体系对底物和细菌生长环境的要求更高,然而针对纯培养的C.kluyveri目前尚无公开报道的培养基的优化方案。本文基于厌氧发酵产己酸的研究现状,设计实验,在探究混合培养体系和纯培养体系最佳底物配比的同时进行了模拟和评估。此外,采用添加生物炭的方法有效的缓解了产物抑制问题并提高了己酸产量,还对热解生物炭的原料来源进行了优化和分析。得到的主要结论如下:（1）在对链延长反应的最佳底物类型和比例的探究中发现,丁酸是乙醇和乙酸为底物时的主要产物;戊酸是乙醇和丙酸为底物时主要的链延长产物;己酸是乙醇和丁酸为底物时的主要产物。在乙醇和丁酸的比例为3:1时,正己酸的产量最大（32.74 mmol/L）。16s RNA基因测序结果表明,在醇酸比较高时,可能进行链延长的功能细菌（Clostridium＿sensu＿stricto＿12、Clostridium＿sensu＿stricto＿7和Clostridium＿sensu＿stricto＿1）得到了有效的富集。（2）通过前一部分实验的微生物群落分析可知,芽孢杆菌属（Clostridium）在厌氧发酵链延长过程中发挥了重要作用。因此接下来利用Design Expert软件进行中心组合设计实验对纯培养基中影响C.kluyveri产己酸的显著性因素进行了优化。最终得出:在1 L的C.kluyveri的培养基中酵母提取物、Fe SO4·7H2O和丁酸钠的最佳添加量分别为1.35 g、0.05 g和9.45 g,并且培养基的最佳p H值为6.93。（3）进一步地,本文探究了生物炭对厌氧发酵链延长过程的影响并且解释其作用机理。生物炭使用的是木屑、秸秆、桃核为原料制备的的热解炭（记为M500、J500、T500）和购买的同温度下制备的商用竹子生物炭（Z500）。对这四种生物炭进行材料化学和物理化学的表征,其中包括了扫描电镜（SEM）、比表面积分析（BET）、Zeta电势测量、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（Raman）等。在前期实验探索出的最佳添加量（8 g/L）的条件下,M500由于其比表面积大、表面的功能性官能团数量多,对厌氧发酵链延长体系的促进效果最为明显,与未添加体系相比己酸的产量增加了44.65%。此外,16s RNA的测序结果表明,加入M500生物炭后,三种可能进行链延长的功能细菌的相对丰度由45.32%增加至57.58%。