酸碱预处理对稻草秸秆发酵产氢的影响

随着环保要求的日益严格和化石能源的日益短缺,氢能作为清洁高效的可再生能源受到人们的普遍重视。厌氧发酵生物制氢是利用生物技术分解有机废弃物制备氢气,该工艺设备简单、操作容易、成本低廉等优点。以稻草秸秆为发酵底料,以厌氧活性污泥为接种物,研究酸碱预处理对秸秆发酵产氢的影响。结果表明,H2SO4预处理为最佳的预处理方式;稻草秸秆经1%的H2SO4预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为47.68%、4.67mL/(h.g)和59.21 mL/g;经1%的NaOH预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为41.92%、3.24 mL/(h.g)和42.02 mL/g;发酵液相中主要产物为乙醇、乙酸和丁酸。     

活性污泥的热处理及其发酵产氢特性

为消除发酵生物制氢系统接种污泥中的耗氢菌,加速系统的启动进程并提高产氢效能,以易得的城市污水处理厂的好氧活性污泥为对象.通过间歇发酵试验,探讨了经65℃、80℃、95℃、110℃处理后的污泥的产氢特性.葡萄糖间歇发酵试验证明,在初始pH 7.0、葡萄糖浓度10 000 mg/L、污泥接种量2 g MLVSS/L(Mixed Liquor Volatile Suspended Solids,MLVSS,混合液挥发性悬浮固体浓度)等条件下,由热处理后的活性污泥构建的发酵系统,其产氢量均大于未经处理的活性污泥反应系统.其中,经65℃处理过的活性污泥具有更高的发酵产氢性能,在72 h的发酵过程中,其累积产氢量为92.53 mL,活性污泥的比产氢率为8.36 mmolH2/gMLVSS,葡萄糖的氯气转化率达到1.08 mol/mol.处理温度不同,活性污泥发酵葡萄糖的液相末端产物也存在差异,经65℃和80℃处理过的活性污泥,末端发酵产物以丁酸和乙酸为主;经95℃和110℃处理过的活性污泥,则表现为混合酸发酵.活性污泥的热处理,对其中的同型产乙酸菌无抑制作用.     

连续流发酵条件下不同发酵类型产氢细菌的产氢特性分析

运用连续流实验装置,考察了E.harbinense YUAN-3,C.butyricum 1.209和E.cloacae 1.2022在其各自的优化培养基条件下产氢能力.对反应体系pH值、累积产气及产氢量、产氢速率、比产氢速率及液相末端产物进行了对比分析.结果表明:C.butyricum 1.209的繁殖速度很快,pH...     

预处理方法对细菌降解玉米秸秆产氢能力的影响

为提高细菌降解玉米秸秆产氢能力,实验研究了酸化汽爆预处理、硫酸预处理、氢氧化钠预处理和氨水预处理4种预处理方法对细菌Clostridium sp.X9降解玉米秸秆发酵产氢能力的影响.结果表明,酸化汽爆为最佳的预处理方式.在酸化汽爆预处理条件为硫酸体积分数1%、汽爆温度121℃和汽爆时间2 h时,纤维素降解产氢细菌Clostridium sp.X9利用酸化汽爆玉米秸秆产氢获得的最大产氢率和玉米秸秆降解率分别为6.4 mmol/g和47.8%.液相代谢末端产物主要为丁酸、乙酸和乙醇.     

双细胞体系木糖协同发酵产氢特性研究

采用自主筛选的两株蜡样芽胞杆菌（A1）和短波单胞菌属（B1）,构建人工双细胞体系,重点研究了该双细胞体系利用木糖协同发酵产氢的能力,实验结果表明：单一的A1、B1菌种均能有效利用木糖产氢,而两株菌形成的双细胞体系显示出更高的产氢效率,以及更加充分的底物利用率;发酵产氢过程属于丁酸型发酵。人工双细胞体系混合培养的产氢得率达到1 mol木糖产生1.33 mol氢气,与A1、B1单菌体系木糖发酵产氢相比,产氢得率分别提高了10.7%与32.7%,其原因可能是两菌种互相提供营养来源,也可能是通过利用对方的代谢产物或中间体解除了降解物造成的抑制。说明以木糖作为底物时,人工双细胞体系能有效提升产氢速率,增加氢气产量,缩短发酵周期,具有较大的应用潜力。     

微波预处理对泔脚发酵产氢的影响

采用经热（80℃,15 min）预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了600 W的微波作用下,经过0,1,2,4和8 min的微波预处理的泔脚的中温（36℃）批式发酵产氢,并借助CurveExpert1.3软件对实验结果用修正的Compertz模型进行拟合.结果表明：不同长度的微波预处理时间对泔脚发酵产氢具有不同程度的促进作用,4 min是转折点;结合能量衡算,2 min的微波预处理表现出更大的产氢优越性,其产氢延迟时间λ、最大比产氢率、产氢率分别为2.51 h,13.33 mL/（g.h）,215.11 mL/g.发酵产氢结束后,产氢发酵液中乙酸和丁酸的质量分数之和占挥发性脂肪酸的比例大于79.3%,呈现典型的丁酸型发酵.     

利用克雷伯氏菌进行同步糖化发酵产氢的研究

氢作为一种清洁的能源引起了人们的普遍重视.实验以产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)HP1为产氢菌株,以稻草粉为产氢底物,进行同步糖化发酵(Simultaneous Saccharification and Fermentation,SSF)产氢.对影响同步糖化发酵产氢的单因子进行试验,选取对氢产率影响较大的因子:温度、pH、纤维素酶用量等进行L9(34)正交试验.结果表明同步糖化发酵产氢的最佳条件为:温度40℃,pH6.5,纤维素酶用量为20FPAU/g稻草粉,摇床转速100r/min,发酵时间42h.在该条件下的最大氢产率为110.6mL/g稻草粉,稻草粉的氢转化率为22%.进行了10L放大发酵产氢试验,最大氢产率为122.3mL/g稻草粉,氢转化率为24.3%.与分步糖化发酵(Separate Hydrolysis and Fermentation,SHF)产氢相比,氢产率提高34.4%.研究表明,利用同步糖化发酵工艺可以提高生物制氢的产量和得率.     

活性污泥以木糖为碳源产氢发酵的工艺条件

木质纤维素是农作物秸秆的主要组成部分,木糖是木质纤维素水解后的重要单糖之一。本文以木糖为碳源研究了木糖浓度、接种量、发酵温度、和培养基的初始pH值对厌氧污泥发酵产氢量、产氢速率及木糖产氢效率的影响。研究结果表明,木糖浓度、接种量、发酵温度、初始pH值是影响活性污泥发酵产氢的4个重要因素。厌氧污泥发酵产氢的最适木糖浓度为3g／L,最适接种量为25％（体积百分比）,最适初始pH值为7—8,最适温度为35℃。     

厌氧活性污泥发酵制氢系统中的同型产乙酸菌及耗氢作用

 在对连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵产氢系统中的活性污泥进行分子生物学分析,判断系统中有同型产乙酸菌存在的基础上,通过活性污泥的间歇培养试验,探讨了同型产乙酸作用对活性污泥发酵系统产氢效能的影响.结果表明,CSTR发酵产氢系统的活性污泥中,一种隶属真杆菌属(Eubacterium)的同型产乙酸菌在活性污泥微生物群落中达到了优势程度;以葡萄糖为底物时,同型产乙酸菌的耗氢代谢,可使厌氧活性污泥对葡萄糖的氢气转化率及产氢率分别降低31%和34%,耗氢速率可达0.33mmol/(g·d).     

预处理对造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵的影响

为揭示联产氢气和甲烷复合工艺中预处理对物料液化水解率及系统产气性能的影响,利用不同浓度的酸(H2SO4)、碱(NaOH)预处理造纸污泥和餐厨垃圾混合物,在中温-高温条件下将预处理后的物料进行混合发酵联产氢气和甲烷,研究了不同浓度的酸/碱预处理后,造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵联产氢气和甲烷性能.结果表明:酸/碱预处理对物料产生了明显的水解作用,物料中的大分子物质被降解为小分子颗粒;预处理对混合发酵产氢阶段具有明显的促进作用,其中以添加10%NaOH(以物料总固体计)的碱预处理效果最佳,其氢气产率较未经预处理的对照(CK)提高了50.20%,挥发性固体(VS)去除率达到了16.06%;预处理在产氢后的产甲烷阶段对甲烷产率没有明显的促进作用,各反应器的甲烷产率与CK相近或低于CK,VS总去除率也以CK为最高.     

预处理对稻秸厌氧发酵产沼气的影响

以稻秸为研究对象,将多种预处理方法结合在一起,选取其中影响稻秸发酵的关键因素———碱剂量(熟石灰的用量)、含水率和接种时间,进行3因素3水平正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析,确定了稻秸厌氧发酵预处理的优化工艺条件:碱剂量为6%,含水率为80%,接种时间为4 d.其中含水率对稻秸厌氧发酵产沼气的影响最显著,其次是碱剂量,再次是接种时间.并对正交试验中最优预处理条件下试验的日产气量进行分析,表明在优化的预处理工艺条件下,稻秸厌氧发酵启动较快,系统稳定,周期较短.     

H_2O_2对4氯-酚辐射降解动力学的影响

研究了4-氯酚在60Coγ辐照以及γ辐照-H2O2联合作用下的降解反应动力学。通过分析4-氯酚辐照分解过程中总有机碳(TOC)、Cl-浓度的变化,探讨了H2O2对4-氯酚辐照分解反应动力学的影响。实验结果表明:γ辐照-H2O2联合技术显著提高了4-氯酚的脱氯率及TOC去除率,表明协同效应存在。单独辐照及其与H2O2协同作用下4-氯酚的降解均符合一级反应动力学,当H2O2质量浓度分别为175、35、0 mg.L-1时,反应速率常数依次为:0.447 3、0.398 1、0.180 9 h-1。4-氯酚在辐照降解过程中释放Cl-的反应较复杂,不属于简单级数的动力学反应。     

Mg~(2+)浓度对混合细菌发酵产氢的影响

为了得到混合细菌发酵产氢的最佳Mg2+浓度,以10g/L的葡萄糖为底物,进行了间歇实验。结果表明,在反应温度为35℃和初始pH为7.0的条件下,当Mg2+浓度为0~1mg/L时,混合细菌发酵葡萄糖的累积产氢量、比产氢量和生物量随着Mg2+浓度的增加而增加。当Mg2+浓度为1 mg/L时,最大累积产氢量为233.6 mL,单位质量的葡萄糖最大比产氢量为238.9mL/g,单位质量葡萄糖最大生物量为204.0mg/g。     

H_2S对1Cr18Ni9Ti在NaCl溶液中应力腐蚀的影响

研究H_2S对1Cr18Ni9Ti在NaCl溶液中应力腐蚀的影响。通过闭塞电池法和化学分析法,用不同浓度H_2S对多种浓度NaCl溶液进行条件试验,研究表明:溶液在中性和弱碱性的范围内,由于金属表面上生成一层较稳定的FeS膜,该膜对氯化物的应力腐蚀有一定延缓作用,随着介质不断酸化,FeS膜开始溶解,当FeS膜完全溶解后,硫化物对氯化物的应力腐蚀起促进作用。     

Pb2+掺杂对Cd1-xZnxS光催化产氢性能的影响规律

采用共沉淀法制备了Pb2 掺杂的Cd0.2Zn0.8S及Cd0.8Zn0.2S固溶体光催化剂.实验结果表明,Pb2 掺杂的宽带隙固溶体Cd0.2Zn0.8S在6s轨道与固溶体的价带杂化后提升了价带位置,降低了半导体的带隙,因而提高了产氢活性.当Pb2 掺杂窄带隙固溶体Cd0.8Zn0.2 S后,形成固溶体价带附近的杂质能级,并成为光生电子空穴复合中心,因而不能提高产氢性能.因此,Pb2 对半导体的可见光改性仅适用于较宽带隙的半导体.     

H+2基态近似解析波函数对振动能级影响的研究

具体考察了H^+₂基态近似解析波函数φH^+₂=1/2(1+S)^1/2φH(z,r_a)+φ_H(z,r_b))对振动能级的影响,得到了基于此波函数的波恩-奥本海默近似下的H^+₂势能曲线的解析表达式,并由此计算了振动能.结果发现,当仅考虑H^+₂的基态,z取1.23时,振动能级和平衡位置都与实验值很相符.当考虑较高的振动能级时,波函数中的z取1.13会更合理,因此时的振动能级和实际振动能级值符合得很好.     

Ca(OH)2对生物质水蒸气气化制氢的影响

提出一种新型的生物质水蒸气气化制氢方法.该方法在生物质水蒸气气化过程中添加CO2吸收剂,旨在通过吸收CO2促进产氢反应向着氢气产生方向进行,从而提高产氢量.分析了Ca(OH)2、水蒸气、温度和保持时间对产氢量以及产气组分百分比的影响,结果表明:在生物质水蒸气气化过程中添加CO2吸收剂能显著提高产氢量;随着Ca(OH)2的增加产氢量先升高后略微降低,Ca(OH)2对水煤气反应的影响要明显强于对甲烷水蒸气重整反应的影响;产氢量随水蒸气的增加先升高后降低;产氢量随温度的升高迅速增加;充足的保持时间可以使制氢反应进行彻底.     

阳极氧化温度对TiO_2纳米管双室光电特性与产氢性能的影响

使用阳极氧化法,在含氟乙二醇电解液体系中制备出高度有序的TiO2纳米管阵列,并将其运用于双室光电解池中,在无任何外加电压条件下制备氢气.通过光催化制氢及光电化学性能测试,系统性地研究了不同氧化温度对TiO2纳米管产氢速率,光电流密度与光电转化率的影响.实验结果表明,TiO2纳米管的光电催化性能受氧化温度影响,并随氧化温度的降低而升高.40℃下制备的TiO2纳米管产氢速率为0.8 m L/（cm^2·h）,当温度降低至15℃时,TiO2样品产氢速率升高至2.3 m L/（cm^2·h）,单位面积产氢量增加1.87倍.