太阳能光合生物连续产氢自控系统与装置研究
发布时间：2021-08-28 11:13
本论文是在国家自然科学基金项目“超微化秸秆类生物质光合连续产氢过程及代谢热研究”（项目编号：50976029）和国家“863”计划项目“生物制氢关键技术研究及示范”（项目编号：2012AA051502）的资助下完成的。能源是社会经济持续发展的重要物质基础。当前在面临能源紧张和环境污染两大危机下，开发绿色清洁型能源，建立新的可再生能源开发利用体系，为人类创造一个良好的生存环境是社会进步的必然选择。氢能作为一种环境友好型的清洁能源，受到世界各个国家的高度关注。而生物制氢既可以利用有机废弃物作为原料减少环境污染，又能获取洁净的氢能，已成为制取氢气的重要途径之一。尤其是高效利用太阳能的光合生物制氢技术能实现有机废弃物的清洁化能量高效转换，具有广阔的发展潜力。但太阳能光合生物制氢对温度、酸碱度、光照强度等环境因素要求较高，研究设计环境因素可控的自控系统与装置实现光合产氢过程的稳定、连续、高效进行，对于光合生物制氢技术的产业化、规模化具有重要的意义。本文结合光合生物制氢工艺过程的影响因素分析，将自动控制技术应用到太阳能光合生物连续制氢系统中，依据工艺技术流程要求建立反应装置的可控参数体系，实现光合...
【文章来源】：河南农业大学河南省
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
捕光获复合体LH1晶体结构模型
对于光合细菌的光合系统研究最多的是紫色硫细菌，紫硫细菌的光合系统由捕光色素蛋白复合体及光反应中心蛋白两部分组成，紫硫细菌含有围绕光化学反应中心的光捕获复合体（LH1）和外围光捕获复合体（LH2）两种捕光色蛋白复合体[75]。Simone Karrasch，Per Bullough等 1995 年发表了 Rs. RubrumLH1－RC 85nm 电子密度图谱，在此基础上 Walz T, Ghosh R 等得到了 LH1-RC 的二维晶体，证实 RC 位于 LH1 的环状结构内部，LH1 由 12-16 个相同的蛋白质亚基加上类胡萝卜素和长波细菌叶绿素构成[76]。MacDermott 和 Papiz 等分别得到了紫细菌红假单胞菌属 R.acidophila 外周捕光色素蛋白复合体 II (LH2)的 25 nm 和 20 nm 的 X射线晶体衍射结构[77,78]。R.acidophila 的 LH2 有 9 个 α 亚基和 9 个 β 亚基，27 个细菌叶绿素(BChl) 分子及 18 个类胡萝卜素。LH1 和 LH2 结构模型如图 1-1、1-2 所示。
949 年 GSET 和 KAMEN 就发现了深红红螺菌能在黑暗厌氧条件下放氢的现象研究发现许多红螺菌科细菌都有在黑暗条件下利用葡萄糖、有机酸、甲酸放氢等在研究浑球红假单胞菌黑暗发酵产氢中发现氨和氮气并不抑制放氢[85]，但乎完全抑制放氢。光照下产氢活性下降，但 25%左右抗霉素光抑制剂又可使产所有这一切都表明光合细菌暗发酵产氢是由氢酶催化的。光合细菌这种黑暗条与厌氧细菌发酵制氢非常相似。紫色光合细菌黑暗条件下发酵时，能依靠丙酮酶系统（类似于大肠杆菌中的甲酸—氢解酶系统）代谢丙酮酸放氢[81]。如图 1-氢解酶从未在光合细菌中分离得到。
【参考文献】：
期刊论文
[1]论中国水污染物排放标准的现状及特点[J]. 冉丹,李燕群,张丹,杨坪,但德忠. 环境科学与管理. 2012(12)
[2]IC反应器发酵产氢的启动特性试验研究[J]. 朱灵峰,程萌,苏彩丽,王燕,张楠,陈桂霞,田艳娥. 河南农业大学学报. 2012(05)
[3]浅议世界土壤酸化及其影响[J]. 张同志. 安徽农学通报(上半月刊). 2012(07)
[4]中国生物质能产业的现状及其未来发展前景[J]. 冯晨辉,沈力成. 能源研究与管理. 2011(04)
[5]鼓泡式光生物制氢反应器中光合细菌的生长及产氢[J]. 屈晓凡,廖强,朱恂,王永忠,李俊. 科学通报. 2011(35)
[6]环流型光纤生物膜制氢反应器的连续产氢性能[J]. 张川,廖强,朱恂,王永忠. 化工学报. 2011(11)
[7]欧盟新能源产业政策的基本特征及启示[J]. 张玉臣,彭建平. 科技进步与对策. 2011(12)
[8]水资源现状分析及保护对策[J]. 韩晓琳. 科技信息. 2011(07)
[9]沼泽红假单胞菌phbC-hupL双突变株构建及产氢测定[J]. 王中康,田远明,廖强,张宝鹏,殷幼平. 中国环境科学. 2010(10)
[10]水厂在线pH计的安装、校准及维护[J]. 何持平. 城镇供水. 2010(04)
博士论文
[1]太阳能光合细菌连续制氢试验系统研究[D]. 李刚.河南农业大学 2008
[2]光合细菌连续制氢工艺及相关机理研究[D]. 师玉忠.河南农业大学 2008
[3]环流罐式光合生物制氢反应器及其能量传输过程研究[D]. 周汝雁.河南农业大学 2007
[4]光合产氢菌群的筛选及其利用猪粪污水产氢因素的研究[D]. 尤希凤.河南农业大学 2005
硕士论文
[1]光合微生物制氢菌种连续培养系统及其装置研究[D]. 杨晋晖.河南农业大学 2011
[2]UASB生物制氢反应器的启动与运行参数的研究[D]. 王璐.东北林业大学 2011
[3]CSTR生物制氢反应器流场数值模拟[D]. 王博.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3368409
【文章来源】：河南农业大学河南省
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
捕光获复合体LH1晶体结构模型
对于光合细菌的光合系统研究最多的是紫色硫细菌，紫硫细菌的光合系统由捕光色素蛋白复合体及光反应中心蛋白两部分组成，紫硫细菌含有围绕光化学反应中心的光捕获复合体（LH1）和外围光捕获复合体（LH2）两种捕光色蛋白复合体[75]。Simone Karrasch，Per Bullough等 1995 年发表了 Rs. RubrumLH1－RC 85nm 电子密度图谱，在此基础上 Walz T, Ghosh R 等得到了 LH1-RC 的二维晶体，证实 RC 位于 LH1 的环状结构内部，LH1 由 12-16 个相同的蛋白质亚基加上类胡萝卜素和长波细菌叶绿素构成[76]。MacDermott 和 Papiz 等分别得到了紫细菌红假单胞菌属 R.acidophila 外周捕光色素蛋白复合体 II (LH2)的 25 nm 和 20 nm 的 X射线晶体衍射结构[77,78]。R.acidophila 的 LH2 有 9 个 α 亚基和 9 个 β 亚基，27 个细菌叶绿素(BChl) 分子及 18 个类胡萝卜素。LH1 和 LH2 结构模型如图 1-1、1-2 所示。
949 年 GSET 和 KAMEN 就发现了深红红螺菌能在黑暗厌氧条件下放氢的现象研究发现许多红螺菌科细菌都有在黑暗条件下利用葡萄糖、有机酸、甲酸放氢等在研究浑球红假单胞菌黑暗发酵产氢中发现氨和氮气并不抑制放氢[85]，但乎完全抑制放氢。光照下产氢活性下降，但 25%左右抗霉素光抑制剂又可使产所有这一切都表明光合细菌暗发酵产氢是由氢酶催化的。光合细菌这种黑暗条与厌氧细菌发酵制氢非常相似。紫色光合细菌黑暗条件下发酵时，能依靠丙酮酶系统（类似于大肠杆菌中的甲酸—氢解酶系统）代谢丙酮酸放氢[81]。如图 1-氢解酶从未在光合细菌中分离得到。
【参考文献】：
期刊论文
[1]论中国水污染物排放标准的现状及特点[J]. 冉丹,李燕群,张丹,杨坪,但德忠. 环境科学与管理. 2012(12)
[2]IC反应器发酵产氢的启动特性试验研究[J]. 朱灵峰,程萌,苏彩丽,王燕,张楠,陈桂霞,田艳娥. 河南农业大学学报. 2012(05)
[3]浅议世界土壤酸化及其影响[J]. 张同志. 安徽农学通报(上半月刊). 2012(07)
[4]中国生物质能产业的现状及其未来发展前景[J]. 冯晨辉,沈力成. 能源研究与管理. 2011(04)
[5]鼓泡式光生物制氢反应器中光合细菌的生长及产氢[J]. 屈晓凡,廖强,朱恂,王永忠,李俊. 科学通报. 2011(35)
[6]环流型光纤生物膜制氢反应器的连续产氢性能[J]. 张川,廖强,朱恂,王永忠. 化工学报. 2011(11)
[7]欧盟新能源产业政策的基本特征及启示[J]. 张玉臣,彭建平. 科技进步与对策. 2011(12)
[8]水资源现状分析及保护对策[J]. 韩晓琳. 科技信息. 2011(07)
[9]沼泽红假单胞菌phbC-hupL双突变株构建及产氢测定[J]. 王中康,田远明,廖强,张宝鹏,殷幼平. 中国环境科学. 2010(10)
[10]水厂在线pH计的安装、校准及维护[J]. 何持平. 城镇供水. 2010(04)
博士论文
[1]太阳能光合细菌连续制氢试验系统研究[D]. 李刚.河南农业大学 2008
[2]光合细菌连续制氢工艺及相关机理研究[D]. 师玉忠.河南农业大学 2008
[3]环流罐式光合生物制氢反应器及其能量传输过程研究[D]. 周汝雁.河南农业大学 2007
[4]光合产氢菌群的筛选及其利用猪粪污水产氢因素的研究[D]. 尤希凤.河南农业大学 2005
硕士论文
[1]光合微生物制氢菌种连续培养系统及其装置研究[D]. 杨晋晖.河南农业大学 2011
[2]UASB生物制氢反应器的启动与运行参数的研究[D]. 王璐.东北林业大学 2011
[3]CSTR生物制氢反应器流场数值模拟[D]. 王博.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3368409
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3368409.html
