水体修复植物木质纤维素的预处理及其厌氧发酵产氢研究
发布时间：2023-01-09 13:23
以水体修复植物生物质为底物进行生物制氢转化,是一种替代日益耗竭的石化燃料的具有广阔前景的方法。本文主要选择湿地植物（绿苇和再力花）和浮水植物（钱币草和聚草）生物质为底物,探索不同类型水生植物生物质木质纤维结构特性及其生物制氢效果。湿地植物绿苇茎和再力花茎中富含纤维素、半纤维素和木质素（58-76%）,且绿苇茎比再力花茎的木质纤维含量高。蒸汽爆破（Steam Explosion, SE）和离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑[Bmim]Cl处理技术可以有效改善生物质木质纤维结构。SEM和FTIR表明SE预处理后两种植物茎木质纤维结构中半纤维素大量降解,木质素比例略微上升；再经[Bmim]Cl处理（SE-[Bmim]Cl）的纤维素结晶度被破坏,且TG/DTG观察到SE-[Bmim]Cl处理物料中存在部分去木质化。SE预处理物料酶解率和葡萄糖含量都为原料的5-10倍,SE-[Bmim]Cl处理物料酶解率和葡萄糖含量增加为原料的10-20倍。SE对再力花茎木质纤维的影响比绿苇茎大,增加了其纤维素表面可及性和孔体积；因绿苇茎具有更高度致密的木质纤维素结构。绿苇和再力花茎原料发酵产氢量为1.22-1...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
ACKNOWLEDGEMENTS
致谢
摘要
Abstract
目录
1 文献综述
1.1 引言
1.2 木质纤维素原料概述
1.2.1 木质纤维素原料概述
1.2.2 纤维素生物质的能源化利用
1.3 木质纤维素原料的预处理技术
1.3.1 机械预处理
1.3.2 蒸汽爆破预处理
1.3.3 酸碱预处理
1.3.4 生物处理
1.3.5 离子液体处理
1.3.6 纤维素酶解影响因素
1.4 木质纤维素原料的生物制氢技术
1.5 研究内容、方法和技术路线
2 绿苇和再力花的蒸爆和离子液体处理及其厌氧发酵产氢
2.1 前言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 湿地木质纤维素植物的化学组成分析
2.2.2 地木质纤维素植物的预处理
2.2.3 酶解条件优化及不同湿地木质纤维素植物物料的酶解比较
2.2.4 液相色谱分析酶解液中的糖类含量变化
2.2.5 厌氧发酵生物制氢
2.2.6 不同预处理对湿地植物木质纤维素的结构分析
2.3 结果分析
2.3.1 湿地木质纤维素植物的化学组成
2.3.2 湿地木质纤维素植物的蒸汽爆破处理
2.3.3 酶解条件优化及不同湿地木质纤维素植物物料的酶解比较
2.3.4 地木质纤维素植物离子液体溶解预处理
2.3.5 最佳条件下木质纤维素不同预处理后酶解液中的糖类含量变化
2.3.6 不同预处理木质纤维素物料的厌氧发酵生物制氢产气
2.3.7 不同预处理对湿地植物木质纤维素的结构影响
2.4 本章小结
3 钱币草和聚草的蒸汽爆破预处理及其厌氧发酵制氢
3.1 前言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 水生植物的化学组成分析
3.2.2 水生植物的蒸汽爆破预处理
3.2.3 不同水生植物物料的酶解比较
3.2.4 液相色谱分析酶解液中的糖类含量变化
3.2.5 厌氧发酵生物制氢
3.2.6 蒸汽爆破预处理对水生植物的结构分析
3.3 结果分析
3.3.1 水生植物的化学组成
3.3.2 不同水生植物物料的酶解比较
3.3.3 不同水生植物物料酶解液中的糖类含量变化
3.3.4 同水生植物物料的厌氧发酵生物制氢产气
3.3.5 蒸汽爆破预处理对水生植物的结构影响
3.4 本章小结
4 结论与创新点
4.1 结论
4.2 创新点
参考文献
硕士期间所取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]7种湿地水生植物厌氧发酵产沼气试验[J]. 宋雪红,蒋新元,赵梦婕. 广东农业科学. 2012(03)
[2]离子液体[BMIM]Cl处理汽爆活化玉米秸秆及酶解[J]. 曾国明,宁欣强,王远亮,张茂兰,林福春. 精细化工. 2011(09)
[3]人工湿地植物生物质资源能源化利用潜力评估[J]. 何明雄,胡启春,罗安靖,茆灿泉,祝其丽,潘科,李清. 应用与环境生物学报. 2011(04)
[4]铜钱草对城市生活污水的净化效果[J]. 周遗品,刘雯,雷泽湘,林柳娟,黄燕妮. 仲恺农业工程学院学报. 2011(02)
[5]微波法合成离子液体[AMIM]Cl及其对纤维素的预处理[J]. 袁华,张艳娟,娄维,李浩淼,任杰. 功能高分子学报. 2010(03)
[6]初始pH对木薯酒精废水高温厌氧产氢的影响[J]. 罗刚,谢丽,邹中海,周琪. 同济大学学报(自然科学版). 2010(07)
[7]芦苇秸秆稀硫酸水解工艺研究[J]. 余晓红,邵荣,董锐,许伟. 安徽农业科学. 2010(06)
[8]木薯酒精废水高温厌氧发酵产氢研究[J]. 邹中海,罗刚,谢丽,周琪. 环境污染与防治. 2009(07)
[9]蒸汽爆破技术在秸秆厌氧发酵中的应用[J]. 王许涛,张百良,宋安东,罗志华,任天宝. 农业工程学报. 2008(08)
[10]离子液体中纤维素的溶解及再生特性[J]. 翟蔚,陈洪章,马润宇. 北京化工大学学报(自然科学版). 2007(02)
本文编号：3729257
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
ACKNOWLEDGEMENTS
致谢
摘要
Abstract
目录
1 文献综述
1.1 引言
1.2 木质纤维素原料概述
1.2.1 木质纤维素原料概述
1.2.2 纤维素生物质的能源化利用
1.3 木质纤维素原料的预处理技术
1.3.1 机械预处理
1.3.2 蒸汽爆破预处理
1.3.3 酸碱预处理
1.3.4 生物处理
1.3.5 离子液体处理
1.3.6 纤维素酶解影响因素
1.4 木质纤维素原料的生物制氢技术
1.5 研究内容、方法和技术路线
2 绿苇和再力花的蒸爆和离子液体处理及其厌氧发酵产氢
2.1 前言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 湿地木质纤维素植物的化学组成分析
2.2.2 地木质纤维素植物的预处理
2.2.3 酶解条件优化及不同湿地木质纤维素植物物料的酶解比较
2.2.4 液相色谱分析酶解液中的糖类含量变化
2.2.5 厌氧发酵生物制氢
2.2.6 不同预处理对湿地植物木质纤维素的结构分析
2.3 结果分析
2.3.1 湿地木质纤维素植物的化学组成
2.3.2 湿地木质纤维素植物的蒸汽爆破处理
2.3.3 酶解条件优化及不同湿地木质纤维素植物物料的酶解比较
2.3.4 地木质纤维素植物离子液体溶解预处理
2.3.5 最佳条件下木质纤维素不同预处理后酶解液中的糖类含量变化
2.3.6 不同预处理木质纤维素物料的厌氧发酵生物制氢产气
2.3.7 不同预处理对湿地植物木质纤维素的结构影响
2.4 本章小结
3 钱币草和聚草的蒸汽爆破预处理及其厌氧发酵制氢
3.1 前言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 水生植物的化学组成分析
3.2.2 水生植物的蒸汽爆破预处理
3.2.3 不同水生植物物料的酶解比较
3.2.4 液相色谱分析酶解液中的糖类含量变化
3.2.5 厌氧发酵生物制氢
3.2.6 蒸汽爆破预处理对水生植物的结构分析
3.3 结果分析
3.3.1 水生植物的化学组成
3.3.2 不同水生植物物料的酶解比较
3.3.3 不同水生植物物料酶解液中的糖类含量变化
3.3.4 同水生植物物料的厌氧发酵生物制氢产气
3.3.5 蒸汽爆破预处理对水生植物的结构影响
3.4 本章小结
4 结论与创新点
4.1 结论
4.2 创新点
参考文献
硕士期间所取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]7种湿地水生植物厌氧发酵产沼气试验[J]. 宋雪红,蒋新元,赵梦婕. 广东农业科学. 2012(03)
[2]离子液体[BMIM]Cl处理汽爆活化玉米秸秆及酶解[J]. 曾国明,宁欣强,王远亮,张茂兰,林福春. 精细化工. 2011(09)
[3]人工湿地植物生物质资源能源化利用潜力评估[J]. 何明雄,胡启春,罗安靖,茆灿泉,祝其丽,潘科,李清. 应用与环境生物学报. 2011(04)
[4]铜钱草对城市生活污水的净化效果[J]. 周遗品,刘雯,雷泽湘,林柳娟,黄燕妮. 仲恺农业工程学院学报. 2011(02)
[5]微波法合成离子液体[AMIM]Cl及其对纤维素的预处理[J]. 袁华,张艳娟,娄维,李浩淼,任杰. 功能高分子学报. 2010(03)
[6]初始pH对木薯酒精废水高温厌氧产氢的影响[J]. 罗刚,谢丽,邹中海,周琪. 同济大学学报(自然科学版). 2010(07)
[7]芦苇秸秆稀硫酸水解工艺研究[J]. 余晓红,邵荣,董锐,许伟. 安徽农业科学. 2010(06)
[8]木薯酒精废水高温厌氧发酵产氢研究[J]. 邹中海,罗刚,谢丽,周琪. 环境污染与防治. 2009(07)
[9]蒸汽爆破技术在秸秆厌氧发酵中的应用[J]. 王许涛,张百良,宋安东,罗志华,任天宝. 农业工程学报. 2008(08)
[10]离子液体中纤维素的溶解及再生特性[J]. 翟蔚,陈洪章,马润宇. 北京化工大学学报(自然科学版). 2007(02)
本文编号：3729257
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