發(fā)布時(shí)間：2023-02-23 18:22

　　可再生清潔新能源的研究有助于解決當(dāng)前環(huán)境污染和能源短缺問題,近年來綠色氫能被人們視為最有發(fā)展前景的能源之一。生物制氫因其是利用微生物通過轉(zhuǎn)化有機(jī)物來產(chǎn)氫,所以具有產(chǎn)氫原料廣泛、能耗低、無污染等諸多優(yōu)點(diǎn);光合細(xì)菌制氫技術(shù),還很好的將光能利用、氫能生產(chǎn)和環(huán)境污染治理這三個(gè)社會熱點(diǎn)問題相結(jié)合,既解決了能源短缺問題,同時(shí)也減少了環(huán)境的污染問題。光合細(xì)菌制氫技術(shù)的起步較晚,許多研究還處于初期探索性階段。光合細(xì)菌種類繁多、代謝途徑多樣、影響產(chǎn)氫的因素廣泛,導(dǎo)致目前光發(fā)酵生物制氫的生產(chǎn)率較低。已有的報(bào)道大都是實(shí)驗(yàn)室的分批產(chǎn)氫研究,有關(guān)連續(xù)性產(chǎn)氫的研究較少;光合制氫反應(yīng)器受光照傳輸過程中光強(qiáng)衰減和光合細(xì)菌生長特性限制,反應(yīng)器難以實(shí)現(xiàn)容積擴(kuò)大、產(chǎn)氫模式難以進(jìn)行連續(xù)性生產(chǎn),這些都嚴(yán)重阻礙了光合菌生物制氫技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)施。本研究先進(jìn)行了光合細(xì)菌產(chǎn)氫菌種的篩選,對比研究了該菌株利用不同分子結(jié)構(gòu)有機(jī)基質(zhì)進(jìn)行光合產(chǎn)氫的特性;在總結(jié)現(xiàn)有光合制氫反應(yīng)器發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了新型大容積內(nèi)置光源反應(yīng)器,結(jié)合光合細(xì)菌生物固定化技術(shù)改善了連續(xù)產(chǎn)氫的穩(wěn)定性;最后,對光合細(xì)菌的一段連續(xù)高效產(chǎn)氫模式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。論文獲得...

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞
1.緒論
    1.1 引言
    1.2 氫能
        1.2.1 氫能
        1.2.2 制氫方法
        1.2.3 生物制氫
    1.3 光合細(xì)菌制氫
        1.3.1 光合細(xì)菌特征和分類
        1.3.2 光合細(xì)菌制氫機(jī)理
        1.3.3 影響光合細(xì)菌制氫因素
    1.4 光生物制氫反應(yīng)器
        1.4.1 反應(yīng)器類型
        1.4.2 反應(yīng)器光源
        1.4.3 光合制氫反應(yīng)器現(xiàn)狀
    1.5 光合細(xì)菌固定化技術(shù)
    1.6 研究目的、意義和內(nèi)容
        1.6.1 研究目的和意義
        1.6.2 研究的技術(shù)路線和內(nèi)容
2.試驗(yàn)材料與方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 污泥來源
        2.1.2 光合細(xì)菌菌種
        2.1.3 培養(yǎng)基
        2.1.4 粉末活性炭
        2.1.5 側(cè)面發(fā)光光纖
    2.2 試驗(yàn)儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.3.1 分批產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)裝置
        2.3.2 內(nèi)置光源反應(yīng)系統(tǒng)和連續(xù)制氫實(shí)驗(yàn)裝置
        2.3.3 一段連續(xù)產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)裝置
    2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法
        2.4.1 光合細(xì)菌的富集、分離與鑒定
        2.4.2. Rps. palustris PS-6 光合產(chǎn)氫特性研究
        2.4.3.內(nèi)置光源新型反應(yīng)器的制備及連續(xù)光合產(chǎn)氫性能研究
        2.4.4. Rps. palustris PS-6 以葡萄糖為基質(zhì)的一段連續(xù)產(chǎn)氫試驗(yàn)
    2.5 分析方法
        2.5.1 細(xì)菌濃度的測定
        2.5.2 pH值的測定
        2.5.3 ORP值的測定
        2.5.4 光照強(qiáng)度的測定
        2.5.5 COD和NH4
+-N值測定
        2.5.6 細(xì)菌干重測定
        2.5.7 細(xì)菌形態(tài)測定
        2.5.8 氫氣產(chǎn)量的測定
        2.5.9 氫氣含量的測定
        2.5.10 葡萄糖含量的測定
        2.5.11 VFAs的測定
3.光合細(xì)菌的富集、分離與鑒定
    3.1 前言
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 光合細(xì)菌的富集
        3.2.2 光合細(xì)菌的純化分離和增殖培養(yǎng)
        3.2.3 產(chǎn)氫光合細(xì)菌的篩選
        3.2.4 光合細(xì)菌PS-6 的形態(tài)特征
        3.2.5 菌株P(guān)S-6 的生理生化實(shí)驗(yàn)
        3.2.6 菌株P(guān)S-6 的活細(xì)胞吸收光譜
        3.2.7 菌株P(guān)S-6 生物量的測定
        3.2.8 菌株P(guān)S-6 的 16S rDNA基因序列分析
        3.2.9 菌株ID與相近物種的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析
    3.3 本章小結(jié)
4. Rps. palustris PS-6 光合產(chǎn)氫特性研究
    4.1 前言
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 Rps. palustris PS-6 以葡萄糖為基質(zhì)產(chǎn)氫性能研究
        4.2.2 Rps. palustris PS-6 以有機(jī)酸為基質(zhì)產(chǎn)氫性能研究
    4.3 本章小結(jié)
5. 內(nèi)置光源新型反應(yīng)器的制備及連續(xù)光合產(chǎn)氫性能研究
    5.1 前言
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 內(nèi)置光源反應(yīng)器設(shè)計(jì)及制備
        5.2.2 內(nèi)置光源制氫反應(yīng)器性能評價(jià)
        5.2.3 惰性載體投加量對光合產(chǎn)氫的影響
        5.2.4 內(nèi)置光源反應(yīng)系統(tǒng)連續(xù)制氫性能的研究
    5.3 本章小結(jié)
6. Rps. palustris PS-6 以葡萄糖為基質(zhì)的一段連續(xù)產(chǎn)氫試驗(yàn)
    6.1 前言
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 谷氨酸鈉投加量對產(chǎn)氫性能的影響
        6.2.2 HRT對連續(xù)產(chǎn)氫性能的影響
        6.2.3 葡萄糖濃度對連續(xù)產(chǎn)氫影響
        6.2.4 一段光合菌制氫法的性能評價(jià)
    6.3 本章小結(jié)
7. 結(jié)論與建議
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 建議與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的主要成果



本文編號：3748504

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