论文题目: 扁藻高密度产氢过程特征的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 生物化工
作者: 杜海
导师: 张卫,虞星炬
关键词: 亚心形扁藻,高密度,氢抑制,碱性燃料电池,能量利用效率
文献来源: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)是一种新发现的生物制氢海水绿藻。与目前研究较多的淡水莱茵衣藻相比,存在持续产氢时间短,产氢量小的缺点。本文即以亚心形扁藻为材料,对扁藻产氢过程中的关键工艺条件进行了优化,重点考察了扁藻产氢过程中的限制性因素,以延长扁藻产氢时间,提高扁藻产氢效率。本文首先研究细胞密度对扁藻产氢的影响。发现提高藻密度,扁藻产氢速率提高,产氢时间延长,且单位细胞产氢量不下降。扁藻产氢最佳藻密度为6-8×10~6 cells/ml。高密度扁藻重复利用产氢5次,产氢效率略有下降。在高密度扁藻产氢的基础上,本文进一步考察反应体系中氢分压对扁藻产氢的影响,发现扁藻产氢过程存在氢抑制,使产氢速率逐渐降低。采用惰性气体稀释法降低反应体系内氢气浓度,使扁藻产氢时间延长,产氢量提高。采用碱性燃料电池持续耗氢系统来维持体系内较低氢分压,研究扁藻在CCCP胁迫调控下产氢过程的特征。燃料电池持续耗氢下,扁藻可连续产氢120小时,总氢气产量达到54.4ml,是未用燃料电池持续耗氢系统最好水平的2.2倍。对整个过程进行精密的分析,确定了氢分压对扁藻产氢的影响,发现了产氢过程与光系统II及体外氢酶活性变化的对应关系。本文初步提出扁藻产氢过程的能量利用效率计算方法。发现藻密度提高,扁藻产氢过程的能量利用效率也提高;采用燃料电池持续耗氢系统降低体系氢分压,扁藻产氢过程的能量利用效率进一步提高,持续产氢24小时的能量利用效率可达3.4%。本文对扁藻培养和产氢过程的光质影响进行了初步的研究。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 引言
1.1.1 生物制氢体系
1.1.2 生物制氢评价、展望
1.2 绿藻制氢研究概况
1.2.1 绿藻制氢简介
1.2.2 绿藻制氢基本原理
1.2.3 绿藻的氢酶
1.2.4 绿藻产氢的调控
1.3 光能转化效率
1.4 亚心形扁藻产氢的研究进展
1.4.1 亚心形扁藻光解水制氢简介
1.5 本课题研究目的及论文工作设想
参考文献
第二章 扁藻光照产氢工艺条件的优化
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验藻种
2.2.2 试剂与仪器
2.2.3 实验方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 不同生长阶段扁藻产氢能力的考察
2.3.2 藻细胞密度对扁藻产氢的影响
2.3.3 不同藻密度扁藻产氢能力的统计分析
2.3.4 高密度扁藻产氢后重培养再产氢
2.3.5 高密度扁藻连续产氢72 小时实验
2.4 小结
参考文献
第三章 高密度扁藻产氢过程的研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 试剂与仪器
3.2.2 实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 扁藻在燃料电池持续耗氢系统与氢气不断累积系统产氢能力的比较
3.3.2 燃料电池持续耗氢下扁藻的三次产氢过程
3.3.3 燃料电池耗氢系统电池耗氢速率与扁藻产氢速率的关系
3.3.4 燃料电池持续耗氢下扁藻产氢过程分析
3.3.5 扁藻胁迫产氢过程中细胞形态的变化
3.4 小结
参考文献
第四章 扁藻光照产氢的能量利用效率的估算
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 扁藻光照产氢阶段能量利用效率计算
4.2.3 扁藻培养阶段能量利用效率计算
4.2.4 估算参数的测定
4.3 结果与讨论
4.3.1 扁藻培养段的光能利用效率
4.3.2 扁藻产氢段的光能利用效率
4.3.3 不同产氢工艺扁藻能量利用效率的比较
4.4 小结
参考文献
第五章 扁藻培养和产氢的光质影响
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 试剂与仪器
5.2.2 实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 扁藻叶绿素的吸收光谱
5.3.2 不同光质培养扁藻生长过程中pH 变化
5.3.3 扁藻生长的光质影响
5.3.4 不同光质对扁藻胞内生化组成的影响
5.3.5 不同光质培养的扁藻在同一光质（白光）下产氢
5.4 小结
参考文献
第六章 总结
附录
符号说明
作者简介及发表文章
致谢
发布时间: 2007-03-13
参考文献
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