水-甲醇体系的催化光产氢

本文报道了以CdS为吸光材料,RuO_2为氧化还原催化剂,在可见光下使水-甲醇混合液中水,甲醇同时光解放氢的某些结果。水和甲醇体积比为3∶7时,其放氢速率最高。本文还讨论了水、甲醇同时光解放氢的机理。     

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。     

不同电子中继物对光产H_2量子收率的影响

在Ru(bpy)_3~(2 )/R(电子中继物)/EDTA/K_2PtCl_4和Prof(前黄素)/R/EDTA/K_2PtCl_4两个光催化还原水产H_2体系中,考察了若干分子结构不同的电子中继物对光产H_2量子收率的影响。在Prof作为光敏剂的反应体系中,降低电子中继物浓度、延长反应时间,有利于聚烃基紫精电子中继物体系产H_2量子收率的提高。在单色光的光照下,聚烃基紫精中继物的反应稳定性优于MV~(2 )。     

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.     

提高催化重整氢收率的途径分析

随着加工原油质量变重变劣,且环保要求日趋严格,以及市场对优质汽、柴油需求量的增加,炼油厂需要进一步提高加氢工艺装置的加工能力和深度。催化重整装置的副产氢气可为炼油厂加氢精制、加氢改质、加氢裂化等加氢装置提供氢源。催化重整氢气收率与工艺过程类型、原料组成、催化剂类型和操作参数等有关。催化重整工艺过程类型选用连续再生式重整,氢气收率和氢气纯度均比半再生重整高。选用环烷烃含量高的催化熏整原料,有利于提高重整氢的收率,这是由于产生氢气的环烷脱氢反应发生的越多,氢气收率越高。催化重整催化剂选用高选择性、低积炭的催化剂,有利于提高重整氢收率,并可提高催化剂的选择性和寿命。改善重整过程的操作参数（如适当提高反应温度和降低反应压力等）,可以提高重整氢收率,但是不推荐采用提高空速和降低氢油比的方法来提高氢气收率。此外,实践证实,从重整原料中脱除大部分c。烃（包括环烷烃、苯和己烷）,有利于增加催化重整氢气净收率,同时可以提高汽油收率,增大汽油辛烷值,并降低炼油厂苯的生成。     

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。     

光合产氢细菌优势菌群富集及其产氢实验研究

利用特殊培养基从光照充裕、有机质含量高的猪场粪便排放处的污泥中富集培养光合细菌混合产氢菌群,对该混合菌群的产氢培养基进行优化,并研究混合菌群的产氢特性。实验结果表明,此菌群的最佳产氢培养基配方为:氯化铵0.4g/L,氯化镁0.2g/L,酵母膏0.1g/L,磷酸氢二钾0.5g/L,氯化钠2.0g/L,谷氨酸钠3.5g/L。此菌群以1%的葡萄糖为基质时,产氢时间长达204h,最大产氢量为3.41L/L,最大产氢速率为44.17mL/(L.h),最高氢气含量为46.73%,具有工业化应用价值。     

猪粪发酵产氢潜力的研究

采用批量发酵工艺，以解猪粪为原料，进行了厌氧发酵产氢的研究，发酵料液pH值控制在5．0左右，实验结果表明，鲜猪粪的产氢潜力为127ml/g(TS)和158ml/g(VS).     

木糖厌氧发酵产氢特性研究

以木糖作为厌氧发酵产氢底物,热预处理(100℃,处理20 min)的厌氧颗粒污泥作为接种物,研究了中温条件(37℃)下厌氧发酵产氢特性.结果表明,当反应进行至50 h时,累积产氢量最大,为81.11 mL;乙酸、丁酸和乙醇是液相末端产物中的主要物质,其中乙酸和丁酸的浓度分别为1290 mg/L和1225 mg/L,发酵类型是典型的丁酸型发酵;反应体系的pH值开始降低,最后稳定在4.40左右,形成一个稳定的缓冲体系.     

稻草发酵产氢潜力的研究

以稻草为发酵原料 ,控制发酵料液pH值在 5 0左右 ,采用批量发酵工艺 ,进行了厌氧发酵产氢的研究。实验结果表明 ,稻草的产氢潜力为 5 3.5mL/g·TS和 6 3.6 5mL/g·VS。     

维生素B4对秸秆类生物质光发酵产氢的影响

以玉米秸秆类生物质为产氢原料,研究维生素B4对HAU-M1光合细菌生长和产氢过程的影响规律。结果表明,当维生素B4浓度为75 mg/L时,光合细菌生长情况最好,细菌干重最大值为0.934 g/L;维生素B4浓度为100 mg/L时,氢气累积产量达178 mL,比对照组显著提高了43.8%,对光合细菌产氢的促进效果最好;添加维生素B4对HAU-M1光合细菌发酵产氢过程的pH值影响显著,可减弱发酵液酸化,有利于光合细菌发酵产氢。显见,维生素B4对HAU-M1光合细菌生长及秸秆类生物质光合产氢具有明显的促进作用,可为进一步研究开发秸秆类生物质光合细菌发酵产氢工艺技术提供科学参考。     

聚球藻自相发酵产氢研究

研究了培养基的pH值、盐度和氮源等对聚球藻生长及自相发酵产氢的影响。发现聚球藻在弱碱性时(pH=7.5~8)不能正常生长,当pH值高于8.5时藻才能实现富集,当碱性进一步增强到pH值9.5时藻生长状态最佳。收获藻液置于黑暗厌氧条件下利用自身氢酶进行自相发酵产氢,单位干重的产氢量达到22.25mL/g。聚球藻无法适应高盐度环境,在盐度较低情况下(0.154 mmol/L)才能迅速生长,得到自发酵产氢最大值为25.68 mL/g。加入无机氮源能明显提高聚球藻的生长速率及生物质产量,但对随后产氢效果有抑制作用。     

利用乙酸光合细菌产氢的研究

通过间歇批次实验研究了不同乙酸浓度对光合细菌产氢速度、底物转化率、能量回收率等方面的影响,同时对氮源浓度进行了优化。研究结果表明:最佳的乙酸浓度为40mmol/L,在此条件下最大产氢速度、底物转化率和能量转化率分别为1.17mL/L、1.09mol-H_2/mol acetate和27.3%。当乙酸浓度为40mmol/L时,最佳的氮源浓度为8～9mmol/L。     

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。     

生物质产氢的研究现状与发展

综述了生物质光合产氢和发酵产氢的研究现状,分析了利用生物质产氢技术目前所面临的问题;评述了把生物质产氢与新能源开发,环境保护相结合的应用可能性和前景展望。     

发酵条件对发酵产氢细菌B49产氢的影响

采用间歇发酵实验，研究了葡萄糖浓度、接种量、温度、氮源、不同有机底物对发酵产氢产酸细菌新菌种IM9(AF481148 in EMBL)生物产氢的影响。结果表明，接种量影响IM9的产氢；IM9生长和产氢适宜温度均为35℃；IM9不能利用无机氮源，而有机氮是IM9生长、产氢的适宜氮源；葡萄糖是IM9发酵产氢的最适宜底物，当浓度为10g／L时，IM9的葡萄糖利用率为100％，氢气得率为1．69molH2／mol glucose；此外，IM9可利用小麦、大豆、玉米、土豆及糖蜜废水和啤酒废水产氢，其中利用糖蜜废水、啤酒废水产氢分别为137．9ml H2／g COD和49．9ml H2／g COD。     

木薯酒精废醪产氢潜力的试验以及对产氢产甲烷联合发酵的研究

以木薯酒精废醪为原料,通过调节pH值至5.0,在(35±1)℃的中温条件下进行批量式沼气发酵实验,发酵料液的TS浓度设为6%。实验结果表明,氢气发酵试验的运行时间为11 d,净产气量为1615 mL,产氢潜力为92.13 mL/g(TS)、97.58 mL/g(VS),能源转换效率为1.58%。针对产氢发酵和产甲烷发酵能源转换效率低这一问题,对产氢、产甲烷联合发酵进行了分析,讨论了原料种类、接种量、温度、pH值、发酵浓度、氢气分压等参数对联合厌氧发酵的影响以及对发酵过程中动力学和菌群的探讨,并对以厌氧产氢产甲烷联合发酵的方法处理木薯酒精废醪进行了讨论。研究结果可为以后木薯酒精废醪的能源高效利用提供参考。     

HAU-M1光合产氢细菌的生理特征和产氢特性分析

从有机污泥中富集得到HAU-M1光合产氢细菌菌群,其主要包括深红红螺菌、荚膜红假单胞菌、沼泽红假单胞菌、类球红细菌、荚膜红细菌等5种光合细菌,且质量分数分别为27%、25%、28%、9%、11%,采用Curve Expert软件拟合得到不同生长条件下HAU-M1光合产氢细菌的生长效率方程及以猪粪污水耦合1%葡萄糖为底物产氢的Gompertz方程。结果表明:当温度为30℃,光照强度为2080 lx,p H值为6.8,接种量为45%时,HAU-M1光合产氢细菌的生长效率最高,最大可能产氢量为1388 m L/L,最大可能产氢速率为27.3 m L/(L·h),产氢延迟期为13.2 h。     

丁酸型产氢细菌WN9利用谷糠发酵的产氢特征

该研究从牡丹江江滨公园的河道底泥样中筛选获得1株丁酸型发酵产氢细菌的新菌株Clostridium butyricum WN9,并分别以葡萄糖和小米内、外壳谷糠为底物进行发酵产氢实验。实验结果表明:以葡萄糖为底物时,最大比产氢率为1.89 mol/mol;以小米内、外壳谷糠为底物时,内壳谷糠更易被利用,最适宜的内、外壳谷糠浓度分别为50,30 g/L,最大比产氢率分别为20.1,12.7 mL/g;低初始pH值条件(pH6.0)有利于提高谷糠转化效率,当内、外壳谷糠浓度均为50 g/L,初始pH值为6.0时,最大比产氢率分别提高至21.5,15.5 mL/g。