膜法细胞光合固定和催化转化去除CO 2 的研究
发布时间：2021-11-02 01:35
载人航天器或潜艇等密闭空间中CO2的去除,是环控生保系统的重要任务之一。密闭空间中CO2去除技术首先要求装置高效、稳定、安全,其次是体积小、重量轻、能耗低、寿命长,以及操作和维护简便。本论文针对上述目标,选择了细胞生物光合固定和催化转化法去除低浓度CO2。细胞光合固定指通过小球藻光合作用生物固定CO2；细胞催化转化法指利用细胞表面展示技术,将碳酸酐酶展示于大肠杆菌细胞外膜,然后将该细胞应用于含液液膜反应器作为生物催化剂,用于CO2气体分离。主要包括以下五方面的内容：（1）设计了一种以膜组件为气体分布器的气升式光生物反应器用于小球藻光合固定去除CO2。反应器结构设计时,考虑了细胞受光均一性及藻液光衰减问题,同时结合膜技术特点,增强了反应器内部的气液传质效率。考察了气体流量、光强、光质、膜材料、膜组件长度和膜数量对小球藻光合固定低浓度CO2的影响。比较了膜式光生物反应器和常规鼓泡式、膜接触式光生物反应器的性能差异；（2）研制了螺旋管膜式光生物反应器（MSTR）。考察了不同气液流量、光照强度下MSTR和其他两个常规光生物反应器（BCTR. MCTR）内的传质、混合以及小球藻CO2固定效率。B...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
碳酸配酶含液液膜反应器工作示意图
LowPl七SSUfc卜公:州~气图1一5碳酸配酶含液液膜反应器工作示意图碳酸配酶含液液膜的出现立刻引起了研究人员的广泛关注，它被认为是一种可同时用于烟道气和载人航天器中CO:分离的技术。其实，最早研究基于碳酸醉酶促进传递的酶膜系统时，采用的是典型的支撑液膜。EnnsI32】将碳酸配酶溶解在磷酸缓冲液中并制成支撑液膜，液膜的厚度为150林m，结果表明co:通过液膜的传递速率可以增加500倍。warctll8)证明了在KHco:的存在下，碳酸醉酶有助于co:的分离。Qulnn和Donaldson[33]采用不同的支撑液膜，考察了基于碳酸醉酶的COZ促进传递。但是
寄生小球藻[以zorezla刀arasitica(Brandt)Beijerinek]等种类。这些种类的区分主要根据细胞的外形。图1一6小球藻小球藻细胞的大小，随着种类的不同而不同，例如:淀粉核小球藻的细胞直径3一5娜，普通小球藻的直径5一10林m。小球藻的细胞壁比较薄，但是老细胞的细胞壁要厚一些。细胞壁一般不分泌粘液，即胶质，所以小球藻通常是单独浮游在水中。可是当小球藻生活条件较差时，往往会沉到水底，分泌胶质互相结合而成块状或皮膜状。表1一2小球藻和其他植物对太阳能的利用率比较「38]植物的种类对太阳能的利用直(%)一般的栽培植物单细胞绿藻类 0.5一23一1】小球藻30以上小球藻有叶绿体和丰富的叶绿素，所以它能在阳光下进行光合作用。它在进行光合作用时，对可见光有比较高的利用率。由于小球藻的光合作用特别强.所
【参考文献】：
期刊论文
[1]微藻固定高浓度CO2技术的研究进展[J]. 杨启鹏,岳丽宏,康阿青. 青岛理工大学学报. 2009(05)
[2]聚甲基戊烯膜式氧合器表面碳酸酐酶的固定化及性能研究[J]. 王琴梅,张涤华,廖艳红,张静夏,廖志群. 化学通报. 2009(06)
[3]细菌表面展示技术及其在环境重金属污染修复中的意义[J]. 路延笃,黄巧云,陈雯莉,李林. 生态与农村环境学报. 2006(04)
[4]解读《京都议定书》[J]. 王景良. 资源节约与环保. 2005(02)
[5]微藻固定CO2研究进展[J]. 程丽华,张林,陈欢林,高从堦. 生物工程学报. 2005(02)
[6]二氧化碳回收技术及应用前景[J]. 颜家保,张浩,于庆满. 应用化工. 2005(02)
[7]固态胺吸附和解吸CO2的数值模拟[J]. 徐向华,梁新刚,任建勋. 航天医学与医学工程. 2004(04)
[8]中空纤维膜接触器分离CO2/N2混合气体的研究[J]. 陈炜,朱宝库,王建黎,徐又一,徐志康. 膜科学与技术. 2004(01)
[9]膜接触器分离混合气中二氧化碳的研究[J]. 朱宝库,陈炜,王建黎,徐又一,徐志康. 环境科学. 2003(05)
[10]中空纤维膜基吸收法脱除空气中二氧化碳的研究[J]. 叶向群,孙亮,张林,周志军,陈欢林. 高校化学工程学报. 2003(03)
博士论文
[1]纳米复合凝胶固定化酶膜反应器去除低浓度CO2的研究[D]. 张亚涛.浙江大学 2009
[2]微藻（酶）膜反应器去除密闭环境空气中CO2的研究[D]. 程丽华.浙江大学 2006
本文编号：3471085
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
碳酸配酶含液液膜反应器工作示意图
LowPl七SSUfc卜公:州~气图1一5碳酸配酶含液液膜反应器工作示意图碳酸配酶含液液膜的出现立刻引起了研究人员的广泛关注，它被认为是一种可同时用于烟道气和载人航天器中CO:分离的技术。其实，最早研究基于碳酸醉酶促进传递的酶膜系统时，采用的是典型的支撑液膜。EnnsI32】将碳酸配酶溶解在磷酸缓冲液中并制成支撑液膜，液膜的厚度为150林m，结果表明co:通过液膜的传递速率可以增加500倍。warctll8)证明了在KHco:的存在下，碳酸醉酶有助于co:的分离。Qulnn和Donaldson[33]采用不同的支撑液膜，考察了基于碳酸醉酶的COZ促进传递。但是
寄生小球藻[以zorezla刀arasitica(Brandt)Beijerinek]等种类。这些种类的区分主要根据细胞的外形。图1一6小球藻小球藻细胞的大小，随着种类的不同而不同，例如:淀粉核小球藻的细胞直径3一5娜，普通小球藻的直径5一10林m。小球藻的细胞壁比较薄，但是老细胞的细胞壁要厚一些。细胞壁一般不分泌粘液，即胶质，所以小球藻通常是单独浮游在水中。可是当小球藻生活条件较差时，往往会沉到水底，分泌胶质互相结合而成块状或皮膜状。表1一2小球藻和其他植物对太阳能的利用率比较「38]植物的种类对太阳能的利用直(%)一般的栽培植物单细胞绿藻类 0.5一23一1】小球藻30以上小球藻有叶绿体和丰富的叶绿素，所以它能在阳光下进行光合作用。它在进行光合作用时，对可见光有比较高的利用率。由于小球藻的光合作用特别强.所
【参考文献】：
期刊论文
[1]微藻固定高浓度CO2技术的研究进展[J]. 杨启鹏,岳丽宏,康阿青. 青岛理工大学学报. 2009(05)
[2]聚甲基戊烯膜式氧合器表面碳酸酐酶的固定化及性能研究[J]. 王琴梅,张涤华,廖艳红,张静夏,廖志群. 化学通报. 2009(06)
[3]细菌表面展示技术及其在环境重金属污染修复中的意义[J]. 路延笃,黄巧云,陈雯莉,李林. 生态与农村环境学报. 2006(04)
[4]解读《京都议定书》[J]. 王景良. 资源节约与环保. 2005(02)
[5]微藻固定CO2研究进展[J]. 程丽华,张林,陈欢林,高从堦. 生物工程学报. 2005(02)
[6]二氧化碳回收技术及应用前景[J]. 颜家保,张浩,于庆满. 应用化工. 2005(02)
[7]固态胺吸附和解吸CO2的数值模拟[J]. 徐向华,梁新刚,任建勋. 航天医学与医学工程. 2004(04)
[8]中空纤维膜接触器分离CO2/N2混合气体的研究[J]. 陈炜,朱宝库,王建黎,徐又一,徐志康. 膜科学与技术. 2004(01)
[9]膜接触器分离混合气中二氧化碳的研究[J]. 朱宝库,陈炜,王建黎,徐又一,徐志康. 环境科学. 2003(05)
[10]中空纤维膜基吸收法脱除空气中二氧化碳的研究[J]. 叶向群,孙亮,张林,周志军,陈欢林. 高校化学工程学报. 2003(03)
博士论文
[1]纳米复合凝胶固定化酶膜反应器去除低浓度CO2的研究[D]. 张亚涛.浙江大学 2009
[2]微藻（酶）膜反应器去除密闭环境空气中CO2的研究[D]. 程丽华.浙江大学 2006
本文编号：3471085
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