学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

红假单胞菌产氢的应用基础研究

作　者: 唐雅琴
导　师: 黄兵
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境科学
关键词: 红假单胞菌光合产氢厌氧发酵产氢固定化联合产氢
分类号: TQ116.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 37次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

不可再生化石能源的日渐枯竭和能源需求的不断增长以及化石能源燃烧造成的环境污染和温室效应,是21世纪人类目前面临的巨大挑战。要实现可持续发展战略目标,开发新能源迫在眉睫。氢能清洁无污染、燃烧热值高,正愈来愈受到人们的青睐。光合细菌能以光作为能量来源利用有机物产氢。红假单胞菌作为经典的光合细菌菌种,具有生长迅速、底物利用范围广、光能利用率高和环境适应性强的特点。本论文拟采用红假单胞菌作为产氢的研究菌种,主要对红假单胞菌的生长条件和产氢性能进行应用基础研究,为红假单胞菌产氢实现应用提供基础数据。本论文重点研究：(1)红假单胞菌的生长培养条件,探求各种因素对细胞生长的促进或抑制作用；(2)寻找廉价并且来源广泛的氢供体来源,通过对不同氢供体产氢能力的比选,建立以乙酸为氢供体的光合产氢体系；(3)红假单胞菌光合产氢限制性因素的影响研究,从生物本身因素、外界环境因素以及细胞与基质的接触方式等方面对光合放氢条件进行研究；(4)对活性污泥—光合细菌联合产氢进行可行性初探。研究表明：(1)pH7.0,温度35℃,光照强度100W白炽灯,微好氧昼夜交替光照为红假单胞菌的最佳生长条件,其中,温度、光照强度和pH是细胞生长的主要控制因素；(2)通过对不同氢供体产氢能力的比选,乙酸作为氢供体产氢表现良好,为乙酸光合产氢体系的建立提供了可行性；(3)氧和NH4+对光合产氢有抑制作用,NH4+的抑制作用会随着细胞的利用而消失；(4)接种量、菌龄、氮源浓度影响光合产氢启动速度,表现为产氢延滞期延长或缩短；(5)菌种生长和产氢所需光照和温度—致,可以大大简化工艺；(6)缓冲液、微量元素、微量氧的存在有助于提高产氢活性：(7)固定化技术能使菌体的产氢量得到提高,抗环境冲击负荷能力增强,但必须开发理想的固定化载体,而游离细胞法则具有操作简单、成本低廉、传质速率快的特点,在目前的情况下游离细胞法仍然是更简单有效的产氢方式；(8)红假单胞菌能够利用活性污泥厌氧发酵产氢后的基质进行二次产氢,为活性污泥—光合细菌联合产氢工艺提供了可能性；(9)探讨了活性污泥—光合细菌联合产氢模式的可行性,该模式提供了一个研究思路,有机物的降解和能量的获得可以采取多级联合反应的方式,在成本可行的基础上最大限度的获得氢能同时降解有机物。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
第一章引言  10-28
  1.1 能源短缺与环境问题现状  10-11
  1.2 氢能的优点和国内外发展现状  11-14
  1.3 传统的制氢方法  14-15
    1.3.1 电解水制氢  14
    1.3.2 化石原料制氢  14-15
  1.4 生物制氢  15-22
    1.4.1 真核绿藻  17-18
    1.4.2 蓝细菌  18-19
    1.4.3 发酵细菌  19-20
    1.4.4 光合细菌  20-22
  1.5 光合细菌光合产氢的研究现状  22-26
    1.5.1 高活性产氢菌株的筛选和改进  22-23
    1.5.2 混合培养技术  23
    1.5.3 最适宜经济产氢底物的研究  23-24
    1.5.4 光生物反应器的研究  24-25
    1.5.5 固定化技术的应用  25
    1.5.6 主要存在的问题以及应用前景  25-26
  1.6 本课题研究内容及意义  26-28
    1.6.1 研究内容  26
    1.6.2 研究意义  26-28
第二章红假单胞菌培养条件的优化研究  28-38
  2.1 红假单胞菌的生理生化特性  28
  2.2 材料和方法  28-30
    2.2.1 菌种来源  28-29
    2.2.2 培养基和培养条件  29
    2.2.3 细胞生长的测定  29-30
    2.2.4 试验指标  30
  2.3 试验流程  30-31
  2.4 红假单胞菌的生长影响因素研究  31-37
    2.4.1 氧气对红假单胞菌生长的影响  31-32
    2.4.2 氮源对红假单胞菌生长的影响  32-33
    2.4.3 光照方式对红假单胞菌生长的影响  33-34
    2.4.4 最适生长光照强度的测定  34
    2.4.5 最适生长温度的测定  34-35
    2.4.6 最适生长pH值的测定  35-36
    2.4.7 红假单胞菌生长曲线测定  36-37
  2.5 本章小结  37-38
第三章红假单胞菌产氢影响因素的研究  38-59
  3.1 材料和方法  38-39
    3.1.1 菌种来源  38
    3.1.2 培养基和培养条件  38-39
    3.1.3 固定化红假单胞菌颗粒的制备  39
    3.1.4 氢气含量测定  39
    3.1.5 其他测定  39
    3.1.6 试验指标  39
  3.2 试验装置  39-40
  3.3 菌种自身因素对产氢的影响  40-44
    3.3.1 利用氢供体产氢能力测定  41-42
    3.3.2 接种量  42
    3.3.3 菌龄  42-44
  3.4 外界因素对产氢的影响  44-53
    3.4.1 温度  44-45
    3.4.2 光照强度  45-46
    3.4.3 基质浓度  46-48
    3.4.4 氮源(NH_4~+)浓度  48-49
    3.4.5 氧的影响  49-50
    3.4.6 pH的影响  50-51
    3.4.7 微量元素的影响  51-53
  3.5 细胞与基质接触方式对产氢性能的影响  53-58
    3.5.1 产氢能力  54-55
    3.5.2 抗基质负荷冲击能力  55-56
    3.5.3 固定化载体抗机械强度能力  56-57
    3.5.4 固定化方法和游离细胞法产氢优劣的比较  57-58
  3.6 本章小结  58-59
第四章活性污泥—光合细菌联合产氢可行性初探  59-65
  4.1 材料和方法  59-60
    4.1.1 菌种来源  59
    4.1.2 基质  59-60
    4.1.3 固定化污泥颗粒的制备  60
    4.1.4 参数测定  60
    4.1.5 试验指标  60
  4.2 试验装置  60-61
  4.3 活性污泥—光合细菌联合产氢可行性试验  61-63
  4.4 活性污泥—光合细菌联合产氢的应用前景  63-64
  4.5 本章小结  64-65
第五章结论和建议  65-67
  5.1 结论  65
  5.2 建议  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-73
附录A(攻读硕士学位期间发表论文目录)  73

红假单胞菌产氢的应用基础研究

内容摘要

全文目录

相似论文