二价铁系离子对混合菌种光合产氢的影响

针对不同浓度的Fe2+、Co2'和Ni2+对混合菌种的光合产氢与生长的影响进行实验研究.结果表明适当浓度的二价铁系离子对产氢及生长具有一定促进作用.Fe2+、Co2+和Ni2+最佳产氢浓度分别为9.00、0.45和0.10wnol/L,而对产氢的影响作用大小顺序为:Fe2+>Ni2+>Co2+.二价铁系离子在适当浓度范围内可提高生长速率,其中Co2+对生长的促进作用最大.由于pH值影响二价铁系离子对产氢酶活性的作用,针对Fe2+浓度在不同初始pH值时对混合菌种光合产氢的影响进行实验研究.结果表明当pH=7.0时,Fe2+ 浓度的变化对产氢的影响最显著.而在本试验范围内,随着pH值偏离7.0,Fe2+浓度的变化对产氢的影响逐渐减小.     

气相条件对混合菌种光合产氢的影响

针对不同气相条件对混合菌种以及纯菌种生长与产氢的影响进行了试验研究.结果表明N2、O2、Ar、H2的高纯气相条件均能够促进菌体的生长,但对产氢有明显的抑制,表明高纯气创造出的厌氧环境不适于产氢.CO2不仅对产氢有抑制作用,同时明显抑制菌体的生长.气相中大量的O2对固氮酶以及氢酶的毒害导致无法产氢,而微量O2的存在却能对产氢有促进作用,尤其是在Ar与微量O2的混合气相条件下,产氢率达到最高的2.38mol/mol乙酸钠,且产氢延迟期最短.同时发现气相条件对混合菌种产氢较纯菌种Rh.Palustris Z02的影响小.     

NH_4~+对混合菌种的生长及光合产氢的影响

针对NH4+浓度对混合菌种的生长与光合产氢的影响进行了试验研究.通过对3种生长模型的对比,确定了修正的Compertz方程作为描述混合菌种光合生长的模型.结果表明NH4+对混合菌种的最大菌浊度影响不大.通过pH值的控制与不控制时不同NH4+浓度的对比产氢试验,发现不控制pH值时,NH4+对混合菌种光合产氢的抑制作用显著;而控制pH=7.0时,2.8mmol/L的NH4+浓度比无NH4+时的产氢率高、产氢速率快,而后随着NH4+浓度的继续增大,产氢率不断减少.这表明控制pH时,适当低浓度的NH4+可以提高混合菌种的光合产氢率以及产氢速率.无论是否控制pH值,只有NH4+被菌体的生长所消耗掉,才开始产氢,这表明NH4+对产氢的抑制作用在一定范围内是可恢复的.同时通过混合菌种与纯菌株Rh.Palustris Z02的对比试验发现,无论对于生长还是产氢,NH4+对混合菌种的影响均小于对纯菌株Rh.Palustris Z02的影响.     

可见光谱对混合光合细菌产氢和生长特性的影响

分别以不同光源蓝光(400～20nm)、绿光(550～570nm)、黄光(约590nm)、红光(600～700nm)、白光LED(发光二极管多色混合光谱带)和白炽灯(连续光谱)作为产氢光源,对光合细菌产氢和生长的影响进行了对比研究。结果表明,混合光合产氢细菌对吸收峰处的光都有较好的吸收和利用,其中尤以黄色光源最为突出,产氢较稳定且产氢量最大。     

混合菌种利用淀粉在光照及黑暗条件下的产氢

进行了混合菌种利用淀粉进行光反应和暗反应的产氢对比试验.结果发现光合反应的产氢率以及产氢速率均高于暗反应,但产氢时间滞后于暗反应.对反应的菌液进行了DNA提取、纯化以及PCR扩增,通过对DGGE图谱分析,发现光反应和暗反应的样品条带在数量和亮度上都存在一定差异,暗反应条件下产氢的优势菌群要略多于光合反应的菌群.随着淀粉浓度的增加,光合反应和暗反应的产氢总量均增大,但产氢率降低,其中光合反应的降低尤为明显,从2g/L淀粉浓度时的9.8mmol H2/g淀粉降低到40g/L淀粉浓度时的3.3mmol H2/g淀粉,产氢率降低了66%,而暗反应产氢率降低了43%.光合反应的尾液中,丁酸含量最高,而暗反应的尾液中,乙酸含量最高.     

固定化光合细菌利用低分子有机酸的产氢特性

通过固定化光合细菌对低分子有机酸进行了光合产氢的批式试验研究.利用修正的Gompertz方程进行产氢动力学分析,并且对产氢过程中pH变化、有机酸的氢转化率以及有机酸初始浓度对产氢的影响等进行了分析.结果表明固定化能提高产氢率,以海藻酸钠为固定化载体的产氢效果最佳.同时发现有机酸产氢存在最佳初始浓度,其中乳酸产氢的最佳初始浓度为0.049mol/L,对于乙酸、丙酸和丁酸这3种小分子羧酸,其最佳初始浓度的大小随着有机酸碳原子数的增加而减小,即乙酸(0.043mol/L)丙酸(0.029mol/L)丁酸(0.022mol/L).乙酸的最大氢转化率最高,达到65.3%.浓度对氢气含量没有影响,而对于乙酸、丙酸和丁酸,氢气含量随着有机酸碳原子数的增加而增大.     

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。     

海洋光合菌群利用乙酸产氢的实验研究

通过富集获得产氢海洋光合菌群,该菌群可以有效利用发酵产氢的关键副产物乙酸作为产氢碳源.温度、光照强度、起始pH和乙酸浓度都对该菌群产氢和生长有明显影响.当在30℃、4000lx光照和起始pH=8.0的条件下培养时,此光合菌群产氢量和底物转化效率较高.乙酸浓度对产氢影响巨大,低浓度乙酸的底物转化效率较高,但总产氢量不高;高浓度乙酸的底物转化效率不高,但总产氢量较高.此实验结果为海洋光合细菌与海洋发酵细菌偶联产氢提供科学参考.     

太阳能制氢关键技术研究

围绕太阳能制氢技术展开论述,首先,介绍太阳能制氢技术的研究现状;其次,对于太阳能制氢技术尤其是光催化制氢技术及热化学循环分解水制氢技术,分别从技术原理、关键材料、技术难点等方面进行详细的论述;最后,对太阳能制氢技术研究给出结论及建议,旨在为未来太阳能制氢技术的研发布局和产业技术突破提供参考和思路。     

生物质一步制氢的热力学分析及实验研究

根据最小吉布斯自由能理论,采用ASPEN模拟软件,计算分析了生物质一步制氢过程中,温度、压力、汽碳比以及钙碳比对气化过程的影响,并对该制氢过程进行了实验研究。研究结果表明,随气化温度的升高,气体产物中氢的含量增加;生物质一步制氢比较适宜的气化压力约为2.0MPa;在最佳的压力范围内,钙碳比合适的比例为2.0;高的汽碳比可以抑制甲烷的生成,但其值大于5后其影响明显减弱。对不同种类的生物质的实验研究表明:种类广泛的生物质,均能在该文确定的条件下实现一步制氢和二氧化碳等的同步脱除。     

微波等离子体方法分解H2S制氢

报道一种新的Ｈ２Ｓ气体处理方法。当Ｈ２Ｓ气体通过矩形共振腔反应器时，在微波的作用下产生等离子体进而分解成氢气和单体硫。国外报道的类似方法需在很低的负压下实现Ｈ２Ｓ的分解，而常压微波等离子体分解Ｈ２Ｓ未见详细报道。本工作中Ｈ２Ｓ在微波作用下于常压生成等离子体并分解为氢气和硫，Ｈ２Ｓ的转化率与已见报道数据持平，而能耗则明显降低，所需设备大大简化。     

木质素在超临界水中气化制氢的实验研究

以木质素为原料,利用连续管流反应器,首先在反应压力为15.0～27.5MPa、反应器壁温为500～650℃、物料流速为4.7～7.5mL/min的条件下,对质量浓度为1%～3%的木质素在超临界水中进行了气化制氢的实验研究。针对实验中存在的问题,改造了反应器,着重考查壁面温度为700～775℃下高浓度木质素的气化效果。实验表明升高壁温能够极大提高木质素在超临界水中的气化效果,700℃以上木质素可以高效气化;升高压力有利于氢气质量产率的提高,并可促进甲烷化反应;而高浓度不利于木质素气化;降低流速,有利于提高氢气质量产率,但对气态产物中各组分气体的体积百分含量影响不大;相同条件下,木质素较纤维素更难气化,气化率较低。     

玉米芯在超临界水中气化制氢实验研究

以玉米芯为原料,羧甲基纤维素纳(CMC)为添加剂,利用连续管流反应器,在反应压力为22.5MPa~27.5MPa、反应器壁温为550℃~650℃、反应停留时间为0.33min~0.67min、物料浓度为3wt%~6wt%的条件下,对玉米芯超临界水气化制氢进行了实验研究。利用正交实验设计与分析方法,得到实验条件范围内玉米芯超临界水气化制氢的最佳反应参数,同时对气化过程主要操作参数的影响进行了分析。实验表明温度对气化影响最大,高温度有利于产氢,气化制氢的最佳压力为25MPa,反应停留时间越长气化越完全,低浓度生物质比高浓度生物质更容易气化。     

氧化—电解法从硫化氢获取廉价氢气方法的研究

利用硫化氢制取氢气是一种获得廉价氢的方法。采用氧化－电解的双反应器法对含硫化氢气体进行脱硫制氢研究。试验表明：双反应器法可以在较宽的范围内实现对硫化氢的有效吸收；在常压、７０－９０℃时，采用含盐酸（５－７Ｍ）的氯化铁溶液（０．４－０．８Ｍ）处理１５－４０％的含硫化氢气体，硫化氢的一次吸收率可达６０－９０％，并可同时制取氢气和硫磺；电解反应器采用石墨为阳极、镀阳石墨为阴极时，阳、阴极电流效率均接近１