氮源对莱茵衣藻生长和产氢的影响

实验通过向莱茵衣藻培养基中加入不同浓度的甘氨酸和尿素,观察它们对莱茵衣藻细胞数和叶绿素含量的影响,筛选生长状态最佳的甘氨酸和尿素浓度,进而检测它们对衣藻产氢量和耗氧量的影响.结果表明甘氨酸和尿素的添加量分别为2.0g/L和0.5g/L时,莱茵衣藻的细胞数和叶绿索含量最高,此时产氢量提高了2～16倍,该结果为利用衣藻产氢的研究奠定了实验基础.     

N掺杂的TiO2纳米管光催化剂的制备及其制氢特性

利用溶胶凝胶法,以钛酸四正丁酯为原料,尿素为氮源,合成N掺杂的Ti O2纳米颗粒(记作XNTi O2NP,其中X为合成时原料中N与Ti的原子比),并以此为原料利用微波法合成N掺杂的Ti O2纳米管(记作XNTi O2NT),并在相同铂载量、光照条件下评价催化剂的光催化制氢活性,研究不同掺杂比对催化剂活性的影响,找出最佳掺杂比。通过现代测试技术(DRS、TEM、XRD、XPS、ICP和EAI等),对催化剂的结构进行表征。实验结果表明:在不同N掺杂比的催化剂中,3NTi O2NT的产氢活性较高,其吸收边约为543.4 nm,在纯水和加牺牲剂(5%甲醇水溶液)的条件下的产氢速率为别为17.11μmol/(g·h)和415.40μmol/(g·h)。     

用于产氢的管道光生物反应器设计及实验研究

选择单细胞真核绿藻莱茵衣藻-SE(chlamydomonas reinhardtii-SE)为研究对象,从克服"自屏蔽"现象、达到产氢过程对厌氧的严格要求以及便于产氢过程中重要参数的监控多个角度人手,设计了适用于莱茵衣藻"两步法"产氢的正弦波浪形的管道式光生物反应器,并对其产氢工艺进行了初步摸索.结果发现,管径、光照强度和流速对莱茵衣藻-SE的产氢体积影响明显;当采用10mm管径、75μE·m-2·s-1的实获光照强度和1.0L·min-1流速时,其产氢量最大可达到29.3mL/400mL PBR,且可以避免"光抑制"问题.     

固定化光合细菌处理有机废水过程产氢的研究——Ⅱ.红假单胞菌菌株D利用有机物光产氢的特性

应用固定化细胞技术,研究红假单胞菌菌株D(Rhodopseudomonas sp.D)利用有机物光产氢的过程特性,发现以琼脂包埋的固定化细胞,在以苹果酸作为基质的条件下,光照培养120h,总产氢量达到119.5ml,产氢速率为19.92ml(1·h)~(-1)。与悬浮细胞相比,产氢能力提高90％,而且光产氢持续时时延长。菌体菌龄、颗粒内生物量、光照强度、光照/黑暗时间、基质初始pH以及基质浓度均影响产氢过程。试验还证实除苹果酸外,废水中常见污染物如葡萄糖、乳酸、丙酸也是良好的产氢基质。本实验结果表明用光合细菌处理有机废水同时回收氢能的可能性。     

硫与间氯苯腙对海水绿藻Platymonas subcordiformis光照产氢特性的影响

对数生长后期海水绿藻Platymonas subcordiformis具有较高氢酶活性,分别采用培养基中无硫和添加解偶联剂CCCP的方法研究其光照产氢特征.结果表明:无硫连续光照期间,PSⅡ保持较高放氧活性,不能诱导氢酶表达进行光照产氢;厌氧暗诱导32h后,加入5、10、15和20μmol/L的解偶联剂CCCP后光照,PSⅡ光化学活性和光合放氧能力明显被抑制,藻液体系保持厌氧状态,能够持续光照产氢12h以上,光照产氢量分别为21.8、23.0、22.5和16.0μmol/mg Chl;合适浓度的CCCP能够促进绿藻直接光照产氢,但光照产氢量和产氢速率较低.     

解偶联剂CCCP调控海洋绿藻Platymonas subcordiformis 的光照产氢特征

研究了不同浓度解偶联剂CCCP对海水绿藻Platymonas subcordiformis 光照产氢的影响.研究结果显示:厌氧暗诱导后,PSII光化学活性、光合放氧能力和光照产氢能力与CCCP浓度密切相关;藻液中CCCP浓度超过4μmol·L~(-1)时,藻细胞PSII光化学活性被持续抑制,光合放氧能力明显降低,密闭藻液体系能够保持厌氧状态,进行光照产氢12h以上;光照产氢所需电子的90%来自PSII光解水,10%来自内源底物代谢;随着CCCP浓度增加,其对氢酶活性的抑制作用增强.同时,研究了10μmol/L CCCP对不同pH藻液直接光照产氢的影响.     

超微玉米秸秆光合产氢响应面法优化研究

为了优化超微生物质秸秆产氢工艺,提高产氢能力,对影响超微生物质秸秆光合产氢的主要因素进行正交试验研究,获得温度、光照、底物浓度、接种量四因素与产氢量的数学模型,并进行两因素的交互效应分析,发现各因素的边际产量均减小,温度对边际产量的影响最大,温度越大,边际产量越低;在交互作用中,温度、光照的交互作用最大,其次是温度和底物浓度;采用Matlab软件编程计算得出产氢量最高时各因素最优组合为温度33℃,光照强度3500lx,接种量25%,底物浓度55g/L。     

一步法制备生物质活性炭Co基制氢催化剂

系统考察工艺条件及掺杂Fe、Mn助剂对催化剂催化NaBH_4产氢性能的影响,优化工艺操作参数,以提高催化剂的活性及稳定性。利用扫描电镜仪和X射线衍射仪对催化剂表观形貌及结构进行表征,以探讨催化剂活性的提高机理。结果表明:400℃炭化1 h、800℃活化2 h的工艺条件下,催化剂的催化产氢效果最优,其平均产氢速率为1715.2 mL/(min·g),最高可达2952 mL/(min·g),经循环使用11次后活性仍可保持初始活性的51%。相比于单组份Co-基催化剂,助剂Fe、Mn的引入可有效抑制催化剂活性组分的团聚。一步法工艺制备的Co基催化剂表现出工序简单且良好的催化NaBH_4产氢性能。     

氨基酸对光合菌群HAU-M1发酵玉米秸秆产氢能力的影响

为研究氨基酸对光合发酵产氢的影响,以玉米秸秆为产氢底物,以比产氢量为主要指标,分别添加不同浓度的L-半胱氨酸和L-苏氨酸,并对其累积产氢量、pH值、氧化还原电位(ORP)和产氢动力学结果进行分析.结果表明:L-半胱氨酸最佳浓度为0.6 g/L,此时比产氢量为(54.4±0.75)mL/g,比对照组提高45.45％;L-...     

Fe2O3/Pt/CdS可见光催化乙醇水溶液脱氢的8立升级放大试验及稳定性考察

报道了在可见光照射下Fe_2O_3/Pt/CdS光催化剂上乙醇水溶液光催化产H_2的8L级放大试验及光催化剂的稳定性研究结果。实验表明:该体系经292.64h光照反应,共产氢4.082L,平均产氢速率为0.99mL/(g·h),最高产氢速率为1.25mL/(g·h),光照292.64h后,催化活性仍维持在一个较为平稳的水平上,产氢速率比平均产氢速率仅下降12%。经计算,本试验中光化学转换效率高达8.2%。     

预处理方法对活性污泥利用木糖产氢的影响

以木质纤维素水解后的主要单糖——木糖为底物,研究了酸处理、碱处理、热处理、红外照射处理活性污泥对发酵产氢过程中的产氢量、产氢速率、产氢延迟时间的影响。实验结果表明:在100℃的条件下,最佳热处理时间为10min,在该条件下,80ml培养基累计产氢量和每小时最大产氢速率分别达到312ml和22ml/h,较未处理的活性污泥分别提高133%和50%;最佳的酸处理条件为pH=4,处理活性污泥24h,可使产氢的延迟期由10h缩短为2h,累计产氢量和产氢速率分别提高58.2%和42.5%;红外处理和碱处理对产氢的延迟期没有影响,对累计产氢量和产氢速率的影响也相对较弱。     

凤眼莲半连续暗光发酵耦合产氢研究

为了对凤眼莲这种生物质进行能源资源化利用,采用两个串联的5 L发酵罐以补料分批培养(半连续培养)的方式研究凤眼莲的暗光发酵耦合产氢特性。通过硫酸溶液、常压微波加热和纤维素酶水解的方式降解凤眼莲得到大量的还原糖,再用处理后的凤眼莲溶液在补料分批培养的条件下进行实验,获得了稳定的暗发酵及光发酵的产氢速率,分别为200.6 m L/(L·d)和85.4 m L/(L·d)。实验中单位原料的产氢量则分别达到50.7 m L/g TVS和285 m L/g TVS,产氢过程的整体热值转化效率为21.7%。     

影响天然混合红螺菌产氢因素的实验研究

研究了以葡萄糖为基质利用天然混合红螺菌生产氢气的影响因素。结果表明，天然混合红螺菌产氢必须在光照、厌氧的条件下进行，在实验范围内较高光强度对天然混合红螺菌的产氢比较有利，并提出天然混合红螺菌产氢的最佳产氢工艺条件，即温度为32℃-40℃，pH值为5—8，接种量为5％～15％。添加有机氮源可使产氢量大幅度提高，天然混合红螺菌在最佳产氢工艺条件下以1％的葡萄糖为基质时的最大产氢量为1．62L／L，具有较好的工程应用前景。     

固定化光合细菌处理有机废水过程产氢的研究：II 红假单胞菌菌株D…

应用固定化细胞技术，研究红假单胞菌菌株Ｄ利用有机物光产氢的过程特性，发现以琼脂包埋的固定化细胞，在以苹果酸和为基质的条件下，光照培养１２０ｈ，总产氢量达到１１９．５ｍｌ，产氢速率为１９．９２ｍｌ（１．ｈ）＾－１。与悬浮细胞相比，产氢能力提高９０％，而且光产氢持续时时延长。菌体菌龄，颗粒内生物量，光照强度，光照／黑暗时间，基质初始ＰＨ以及基质浓度均影响产氢过程。试验还证实除苹果酸外，废水中常见污染物     

铁、铜金属卟啉络合物光助催化分解水产氢的研究

用非贵金属卟啉络合物(Cu、Fe、Zn、Mn、Co、Ni)为光敏剂,三乙醇胺为电子给体,氯铂酸钾为催化剂,2,2′-联吡啶为助剂,Triton x-305为表面活性剂,做成胶束溶液体系,探讨了该体系在紫外光照下还原水产氢的功能。观察了不同pH值、组成,表面活性剂浓度和光照时间等对产氢量的影响,并提出了各组份的协同作用和可能的产氢机理。     

玉米秸秆破碎度与酶解光合制氢的关系研究

以玉米秸秆为原料,利用微化破碎和酶水解结合的预处理方法,采用自制的光合制氢实验装置,进行不同破碎度对酶解光合制氢过程的影响实验研究,结果表明:当玉米秸秆破碎度为53~61μm时,最大比产氢速率约为26.4mL/(L·h),光能转化率达到25%,底物能量转化率约为5.3%,既具有较高的累计产氢量,又保证了较好的光能转化率和底物能量转化率,产氢综合效果最好。     

硫对蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa产氢影响对比研究

文章主要针对绿藻蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)进行了有硫和无硫培养,并对其低光强产氢及重复产氢进行了研究。研究发现,蛋白核小球藻在低光强下可持续产氢,且利用重复产氢的方法可以提高蛋白核小球藻的总累积产氢量,延长产氢时间。蛋白核小球藻在有硫和无硫培养条件下的产氢明显不同,在有硫产氢条件下,蛋白核小球藻停止产氢后,可在加入乙酸钠培养后重复产氢;在无硫产氢条件下,蛋白核小球藻可在培养24 h后,不需添加乙酸钠而产氢,且经重复培养一次后,第二次产氢阶段的蛋白核小球藻的单次产氢量仍比第一次的产氢量高,说明蛋白核小球藻在有硫和无硫产氢条件下存在两种不同的代谢途径。     

连续流生物制氢反应器中有机负荷对产氢的影响

采用连续流搅拌槽式反应系统(CSTR)作为反应装置,以红糖水为发酵底物,污水处理厂剩余污泥为反应的启动污泥,在进水p H值为7.0±0.1、氧化还原电位(ORP)为-420 m V、温度(35±1)℃、水力停留时间(HRT)为6 h等影响因子调控下,达到稳定产氢(主要为乙醇型发酵)。在其他参数不变的条件下,通过改变有机负荷,着重研究其对产氢能力的影响,同时调节p H值使微生物保持较高活性。结果表明,当有机负荷从12 kg/(m3·d)上升为32 kg/(m3·d)时,产气和产氢速率均有持续增大的趋势。当有机负荷为32 kg/(m3·d)时,达最大产气速率(18.6 L/d),产氢速率为6.4 L/d,较初始有机负荷12 kg/(m3·d)时分别提高89%和87%。在系统运行过程中,进水p H值降低至5.85时,厌氧发酵微生物活性受到抑制,产氢速率有所下降,ORP上升至-328 m V。此时,向反应器内投加一定量的Na OH调节p H值,使反应器保持较高产氢速率的乙醇型发酵类型。     

不同条件下入射光波长对产氢量子收率的影响

本文报道了入射光波长对Ru(bpy)_3Cl_2-Rh(bpy)_3Cl_3-TEOA(三乙醇胺)-K_2PtCl_4体系产氢量子收率(Φ_(H2))的影响。在光照波长分别为413nm、450nm和546nm时,体系对应的产氢量子收率分别为0.038、0.054和0.01。此外,还报道了不同反应温度下入射光波长对Ru(bpy)_3Cl_2-MV~(2+)(甲基紫精)EDTA(乙二胺四乙酸二钠)-K_2PtCl_4体系产氢量子收率的影响。发现在不同入射光波长下,反应温度对产氢量子收率的影响程度不同,但反应温度的改变不影响入射光波长对Φ_(H2)的影响顺序。对于Ru(bpy)_3Cl_2-MV~(2+)-EDTA-K_2PtCl_4反应体系,在不同波长条件下光敏剂的最佳浓度范围有所改变。     

基于UASB反应器的厨余厌氧发酵产氢研究

针对目前厨余连续流发酵产氢处理负荷不高、产氢率较低的难题,采用UASB反应器进行厨余发酵产氢研究。在温度为30℃,进水COD浓度为2 000~10 000 mg/L,水力停留时间为2~6 h条件下,产氢速率最大达到17.04 L/(L.d)。反应器内有颗粒污泥的形成,平均生物量达到6.17 g/L,为氢气的产生提供了有利保障。当出水pH为4.2~4.4,碱度为260~340 mg/L的条件下,乙醇和乙酸占挥发酸总量的89.2%,形成稳定的乙醇型发酵类型,反应器最高处理负荷COD达到60 kg/(m3.d)。试验结果表明,UASB反应器具有更高的产氢效能和更加稳定的产氢效果,能够为厨余发酵产氢提供有利的保障。